基因組穩定性下降是生物體衰老發生極其重要的一個標志。細胞長期在各種因素的影響下,DNA遭受著多種損傷,若這些損傷不被及時準確地修復將誘發基因組穩定性的下降,進而影響細胞的正常生命活動。這些損傷中,DNA雙鏈斷裂(DSBs)是最為嚴重的基因組損傷之一。近年來,雖然關于DNA DSBs修復與衰老發生的研究有很多,但大部分集中在嚙齒類動物。而由于樣本的稀缺及檢測手段的限制,人類衰老相關DNA修復的研究受到很大的限制。
來自同濟大學生命科學與技術學院的研究人員利用從上海長征醫院獲得的不同年齡段的50株女性眼瞼皮膚組織,從中分離并建立了成纖維細胞系,并借助其課題組獨特的檢測DNA DSB修復兩條通路-非同源末端連接修復(NHEJ)和同源重組修復(HR)-效率的報告載體,發現隨著年齡的增長細胞的DNA修復能力和基因組穩定性下調,導致年老組織分離的細胞對誘發雙鏈斷裂發生的電離輻射敏感性上升。后續分子機制研究表明,XRCC4、Lig4和Lig3蛋白水平的下調引起NHEJ修復效率和精確性的下降,而HR修復通路中的關鍵性因子Rad51招募至損傷處能力的下調則導致了HR修復效率的下降。而通過過量表達XRCC4和Lig4重新激活NHEJ通路后,則可以抑制脅迫性誘導細胞早衰的發生。
中國已經進入老齡化社會,該研究為今后發展靶向DNA雙鏈斷裂修復提高基因組穩定性進而延緩衰老的方法奠定了理論基礎。該研究于2016年7月8日發表于Cell Death & Differentiation雜志。
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