衰老细胞核内发现染色质重构新机制——CTCF异常聚集驱动促衰老剪接程序

衰老细胞中发现染色质”交通堵塞”新机制

细胞衰老被认为是衰老的重要驱动因素之一。长期以来,科学界对衰老细胞的关注集中在它们分泌的炎症因子(SASP)上,但这些细胞内部究竟发生了什么,仍有许多未解之谜。

近日,Nature Aging 发表了一项引人关注的研究:来自德国和希腊的联合团队发现,衰老细胞的细胞核内发生了一种此前未被描述的染色质重构——转录调控因子CTCF被异常聚集在核斑点(nuclear speckles)周围,导致了一个全新的可变剪接程序被激活。更关键的是,干预这一聚集过程,可以延缓细胞进入衰老状态。

核斑点的”双重身份”

核斑点是真核细胞核内一种高度动态的结构域,富含RNA剪接因子。传统上,它被视为剪接工厂。但这项研究揭示了一个此前未被充分认识的角色:核斑点可以充当染色质构象的”组织者”。

研究团队发现,当正常细胞受到应激刺激走向衰老时,核斑点的组分——特别是被称为SON的RNA结合蛋白——会大量招募CTCF,一种经典的染色质架构蛋白。这些CTCF分子在核斑点周围密集聚集,改变了染色质的空间折叠方式。

这种变化带来的直接后果是:原本被染色质构象”隐藏”的剪接位点暴露出来,导致一组特定基因的可变剪接模式发生系统性改变。这些基因主要涉及细胞周期抑制、炎症通路和代谢调控——正是衰老细胞的核心表型特征。

从观察到干预

研究人员通过多种实验手段确认了这一发现。他们分别使用高分辨率显微镜(包括STORM超分辨成像和活细胞成像)、Hi-C染色质构象捕获、以及全转录组RNA-seq,系统验证了CTCF在衰老细胞中的异常定位及功能影响。

更值得关注的是干预实验。研究团队尝试了两种策略来逆转CTCF的异常聚集:一是敲低SON蛋白的表达,二是使用小分子化合物干扰核斑点的组装。两种策略均成功减少了CTCF在核斑点的聚集,且都延缓了细胞进入衰老的进程。

“这提示我们,核斑点介导的染色质异常可能不是衰老的附带现象,而是衰老程序启动的关键一环,”文章通讯作者之一Argyris Papantonis教授在接受采访时表示。

临床转化潜力

这一发现的意义在于,它为抗衰老干预提供了一个新的分子靶点。目前的Senolytics策略是通过清除衰老细胞来发挥效果,但无法阻止新的细胞进入衰老。如果能在衰老程序启动的早期阶段进行干预——比如阻止CTCF的异常聚集——就有可能在不直接清除细胞的情况下,延缓细胞衰老的发生。

当然,从基础发现到临床转化还有很长距离。SON蛋白和核斑点也参与正常细胞的RNA剪接调控,长期干预可能带来不可预知的副作用。但这项研究无疑为理解衰老细胞的”内部编程”提供了全新的视角——细胞衰老不只是”衰老相关分泌表型”这一张面孔,它背后的染色质重构和剪接程序变化,可能蕴藏着更早期的干预窗口。

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