医学进展
2014年08月号
医学进展
有争议的话题
医生日记
在他乡

己糖胺通路代谢物 增强蛋白质质量控制并延长寿命

作者:费正弦

衰老往往伴随着蛋白质稳态的逐渐衰退,从而容易导致年龄相关疾病的发生。Max Planck衰老生物学研究所的Martin S. Danzel等发现,己糖胺通路中N多糖前体合成的增加可以改善内质网(endoplasmic reticulum,ER)内蛋白稳态并且延长秀丽隐杆线虫寿命。

生物体在衰老的过程中,往往会经历功能和自稳态的衰退,其细胞、器官和全身性能下降。但是,衰老可以通过环境和遗传因素来调节。简单生物和哺乳动物的“延年益寿”的相关机制已经在不少文献中得以揭示。具体而言,这些机制包括控制饮食、胰岛素生长因子1的信号减弱、线粒体呼吸作用减弱等。这些机制都可以激发自然防御机制来延缓衰老。上述这些通路,可以调节不同的下游过程来加强生命力。而质量控制机制就是这些下游过程之一。

ER是蛋白合成、脂质生物合成、膜生物合成的主要场所。所有分泌性蛋白和膜蛋白都会进入ER并且经历一个严格调控的折叠过程,而ER内蛋白的正确折叠需要低聚糖的N端共价结合。

研究人员假设改善ER蛋白质量控制可以延长寿命。利用秀丽隐杆线虫,研究发现gfat-1基因(gfat-1编码己糖胺通路中的重要蛋白酶)的功能获得性突变是蛋白质量控制和寿命的新调节子。功能获得性突变后的gfat-1可以诱导ER相关蛋白降解以及自噬作用,从而相应延长寿命并且可以缓解一系列蛋白质病。具体而言,己糖胺通路中N多糖前体合成的增加可以改善ER内蛋白稳态并且延长秀丽隐杆线虫寿命。在生长培养基中加入N多糖前体N乙酰氨基葡萄糖可以减慢野生型动物的衰老过程并且缓解多种神经毒性疾病模型的病理学状况。

该研究表明,亚稳态蛋白积聚的减少和寿命的延长依赖于增强的ER相关蛋白的降解、蛋白酶体活性和自吞噬。很明显,激活己糖胺通路或补充N乙酰氨基葡萄糖可以诱导出不同的蛋白质量控制机制,从而有希望成为年龄相关和蛋白毒性疾病的新靶点。(作者:费正弦)

参考文献《Cell》2014;156:1167-1178


Copyright 1994-2015 Cinkate.com.cn All Rights Reserved 沪ICP备10014127号-5