早衰综合征是一组罕见的遗传性疾病,可导致儿童和年轻人过早衰老的迹象,如维尔纳综合征和哈钦森吉尔福德早衰综合征。受早衰综合征影响的患者会出现通常与衰老相关的症状和病理,例如心脏病,白内障,II型糖尿病和骨质疏松症。
这种衰老的特点是核结构的逐渐丧失和潜在的组织特异性遗传程序,但其背后的原因仍然未知。现在,科学家们已经确定了一个有希望的新目标,通过防止核结构的丧失来治疗这些综合征。
该靶标被称为长散布核元素-1(L1)RNA - 一系列重复序列,包含约17-20%的哺乳动物基因组,其功能在很大程度上是未知的。这些序列通过称为异染色质的紧密排列的DNA结构保持不活性。
有证据表明,正常衰老过程中异染色质的损失与它们的激活有关。“基于理论考虑,我们假设L1 RNA和控制异染色质稳定性的特定酶之间的分子相互作用可能是早衰综合征过早衰老的原因,”KAUST研究科学家Francesco Della Valle说。
由KAUST和美国的团队进行的测序分析表明,从早衰综合征患者身上采集的细胞中L1 RNA的表达增加。进一步的测试表明,这种增加的L1 RNA表达是导致一种称为SUV39H1的酶失活的原因,这导致异染色质丢失和导致细胞衰老的基因表达变化。
研究人员能够阻断L1 RNA表达并逆转从早衰综合征患者和经过基因修饰以模拟过早衰老的小鼠中取出的衰老过程。他们使用称为反义寡核苷酸(ASO)的短合成核苷酸链来做到这一点,该链特异性地靶向并导致L1 RNA的降解。
他们的L1 ASO被修改以提高其进入细胞并在细胞内保持稳定的能力。阻断细胞中的L1 RNA可恢复异染色质并抵消衰老相关基因。L1 ASO还延长了早衰样小鼠的寿命。
进一步的研究将需要确定与SUV39H1抑制并行的其他机制是否可能损害早衰综合征中的异染色质稳定性。
“在其他观察结果中,我们的工作确立了一条重要规则,”生物科学家瓦莱里奥·奥兰多说。“与以前的想法相反,L1 RNA的异常表达不是衰老开始的结果,而是衰老的原因,至少在早衰症中是这样。现在,我们第一次报告了一个特定的,而不是全球性的目标,这是老龄化的重要因素。
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