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罗荣灿教授受邀在Autophagy期刊上撰写评论文章
发布时间:2025-04-24
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 衰老是一个复杂的生物学过程,伴随着细胞和机体功能的逐渐衰退。其中,蛋白质和细胞器的损伤积累是衰老的重要驱动因素之一。自噬作为一种保守的细胞降解途径,通过清除这些损伤成分,维持细胞稳态,对延缓衰老和预防衰老相关疾病具有重要意义。而分子伴侣介导自噬(CMA)因其选择性和精准性,在众多自噬形式中脱颖而出。CMA通过识别含有KFERQ样基序的底物蛋白,并将其转运至溶酶体进行降解,参与了代谢、应激反应和蛋白质稳态等多种生理过程,其功能障碍被认为是衰老和衰老相关疾病的标志之一。

 文章重点讨论了阿尔伯特·爱因斯坦医学院Ana Maria Cuervo教授团队的最新研究成果,该研究发表于《Nature Aging》,题为“Sex-specific and cell-type-specific changes in chaperone-mediated autophagy across tissues during aging”。这项研究系统地分析了在衰老过程中,不同性别和细胞类型中CMA的活性变化。研究人员通过对多种组织(如肝脏、大脑、心脏和骨骼肌)进行显微镜成像和分子分析,发现CMA活性随着衰老而下降,但这种下降并非均匀发生,而是呈现出显著的性别特异性和细胞类型特异性。

 在大脑中,CMA活性在雄性神经元中的下降幅度比雌性神经元更为显著。例如,雄性神经元中LAMP2A(CMA的关键溶酶体膜受体)的表达量随着衰老降低了约40%,而雌性神经元中仅降低了约20%。在肝脏中,雄性肝细胞的CMA活性下降更为明显,LAMP2A表达量降低了35%,而雌性肝细胞中仅降低了15%。这些结果表明,在研究CMA的衰老调控时,必须考虑性别和细胞类型的影响。此外,研究还发现某些细胞类型(如神经元和肝细胞)的CMA活性衰老相关下降更为严重,而免疫细胞或成纤维细胞的下降幅度则相对较小。例如,在大脑中,神经元的CMA活性显著降低,而小胶质细胞(大脑中的免疫细胞)的下降幅度则较为温和。这种细胞类型特异性差异表明,CMA活性下降的功能后果可能因细胞环境而异。研究进一步揭示了CMA衰老相关变化的分子机制。他们发现,CMA活性的下降与LAMP2A和Hsc70(细胞质分子伴侣)等关键蛋白的表达降低有关,且这种降低在雄性中更为显著。此外,衰老还与溶酶体膜组成和功能的改变有关,这可能会影响CMA的效率。这些发现与之前将溶酶体功能障碍与衰老和衰老相关疾病联系起来的研究一致,但它们增加了新的复杂性,揭示了这些变化如何受到性别和细胞类型的影响。研究还强调了探索CMA活性衰老相关变化的性别调节机制的重要性。例如,雄性中CMA组分的转录减少可能与X染色体失活有关,这表明性别特异性衰老调节不仅发生在LAMP2A和其他CMA组分降解的水平上,还发生在它们合成的水平上。此外,研究还提出了溶酶体膜脂质组成可能以性别、细胞类型和组织特异性的方式发生变化,这为未来在脂质组学水平上探索CMA衰老调控提供了新的方向。

未来研究方向:从基础到应用的展望

 该研究为未来的研究开辟了多个令人兴奋的方向。首先,性激素(如雌激素和睾酮)在调节CMA活性中的作用值得深入研究。鉴于观察到的性别特异性差异,性激素可能在衰老过程中调节CMA。其次,需要进一步探索CMA活性下降在特定细胞类型中的功能后果。例如,CMA活性在神经元中的减少如何促进阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的发病机制?CMA在免疫系统衰老中的作用以及其对年龄相关免疫功能障碍的影响又如何?最后,这项研究引发了关于通过调节CMA来促进健康衰老的潜力的问题。是否可以通过药理学或遗传学干预来增强CMA活性,以减轻特定组织或细胞类型中的衰老相关下降?这些研究方向不仅有助于深入理解CMA在衰老过程中的调控机制,还可能为开发针对衰老相关疾病的靶向治疗策略提供新的思路。通过深入研究CMA的性别特异性和细胞类型特异性调控,我们可以更好地理解衰老的复杂性,并为实现健康衰老的目标奠定坚实的科学基础。