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当年轻细胞和年老细胞合作时,所有细胞的寿命都得以延长!
转载 发布时间:2023-01-10 浏览次数: 157 来源: 生物通

核心提示:细胞通过复杂的化学过程网络产生能量,这些化学过程共同构成了细胞的新陈代谢。虽然一个细胞的新陈代谢对其自身的生存至关重要,但它也会影响到邻近的细胞。


  新陈代谢与衰老密切相关。代谢干预对衰老的影响已通过细胞内代谢、生长控制和信号传导来解释。细胞通过复杂的化学过程网络产生能量,这些化学过程共同构成了细胞的新陈代谢。虽然一个细胞的新陈代谢对其自身的生存至关重要,但它也会影响到邻近的细胞。

  这项研究观察到,年轻细胞输出的代谢产物被老化的细胞重新输入,导致跨代代谢相互作用。之后研究人员使用自己建立的SeMeCo作为增加代谢产物交换的工具,观察到显著的寿命延长。这一结果确立了代谢产物交换相互作用作为细胞衰老的决定因素,并表明代谢协同作用的细胞可以塑造代谢环境以延长其寿命。

  具体来说,研究小组研究了酵母细胞内发生的化学反应如何影响更广泛的细胞群落的寿命。他们专注于细胞用来交换代谢物的过程,代谢物是细胞产生能量时产生的物质。

  他们使用最先进的技术来跟踪代谢物交换的路径,发现年轻的细胞频繁生长和分裂,向环境中释放氨基酸,当这些氨基酸被年老的细胞吸收时,整个细胞群落的寿命更长。

  其中一种氨基酸:蛋氨酸,尤为重要。蛋氨酸是一种含硫氨基酸,存在于包括人类在内的所有生物中,是启动蛋白质构建过程所必需的,在许多细胞过程中也很重要。

  研究人员发现,摄入蛋氨酸改变了衰老细胞的代谢,影响了关键的抗衰老途径,比如那些影响抗氧化剂的途径。它还导致具有保护性质的代谢物释放到环境中,然后这些代谢物可以被其他细胞吸收。其中包括甘油,它是构建细胞膜所必需的物质。

  “新陈代谢是影响衰老的一个关键因素,新陈代谢不仅发生在细胞内部,也发生在细胞之间,”Markus Ralser解释说,“当细胞吸收蛋氨酸而不是在内部产生它时,这会导致细胞内发生根本变化。这些变化不仅有利于单个细胞,而且有利于整个群落。我们之前已经证明了细胞合作行为有其他好处,比如增加对药物的耐受性,但这是第一次将其与延长寿命联系起来。”

  文章一作Clara Correia-Melo很快在德国耶拿的莱布尼茨衰老研究所-弗里茨利普曼研究所(FLI)开始了她自己的实验室,她说:“细胞代谢的研究历史上一直专注于细胞内发生的事情,在那里发生了数百种化学反应,产生许多代谢物并影响细胞内的环境。但这只是谜题的一部分,了解一个细胞内发生的事情如何影响它的邻居也很重要。我们的研究结果表明,细胞之间代谢物的交换导致更长的寿命,这可能会促使其他科学家通过扩大他们的分析,包括细胞群落中的代谢环境,来探索代谢在健康和疾病中的作用。”

  研究人员将继续这项工作,进一步详细研究起作用的分子途径。他们还希望将这项工作扩展到其他更复杂的生物,包括哺乳动物。

  参考文献

  Cell-cell metabolite exchange creates a pro-survival metabolic environment that extends lifespan

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