《Nature》子刊:活化斑馬魚腸道細胞端粒酶 逆轉衰老現象

撰文實習記者 楊雅涵
日期2023-05-24
《Nature》子刊:活化斑馬魚腸道細胞端粒酶 逆轉衰老現象(圖片來源:網路)
美國時間5月4日,法國蔚藍海岸大學(Université Côte d'Azur)的科學家Miguel Godinho Ferreira發現,延長斑馬魚(Zebrafish)腸道細胞中的端粒(Telomere)長度,能夠逆轉斑馬魚的衰老現象,進而讓斑馬魚健康的活到老年。該期刊發表於《Nature Aging》。

端粒位於染色體的末端,當細胞分裂時,端粒會保護重要遺傳訊息的完整,隨著細胞分裂,端粒的長度也會變短,當達到臨界長度時,細胞無法再分裂進而凋亡,因此,逆轉端粒縮短有望成為減緩衰老的新方法。

在胚胎發育過程中,端粒酶(Telomerase)會不斷增加端粒的長度,不過,多數成年人的端粒酶基因處於關閉狀態,只有在癌細胞快速分裂時才會重新啟動。

此次實驗的動物模型為壽命不到一年、端粒長度與人類相似的斑馬魚,由於腸細胞經常進行細胞分裂,並再生腸道內壁,因此,腸細胞的端粒比其他器官細胞還要短,以至於斑馬魚的衰老現象在腸胃中最明顯,而研究團隊以斑馬魚腸胃道中有無端粒酶進行分組。

研究團隊表示,有端粒酶的斑馬魚是透過將mRNA植入其腸胃道,而該mRNA為一種酶,該酶能夠重新活化腸道中已失效的端粒酶基因,且該組斑馬魚額外獲得一段端粒酶基因的DNA,能夠延長腸細胞端粒、恢復細胞增殖、修補受損組織的能力、維持新陳代謝。

研究顯示,與缺乏端粒酶的斑馬魚相比,有端粒酶的斑馬魚多40%的壽命,且保留腎臟與睪丸的細胞增殖能力。

研究團隊從正常老化的斑馬魚內臟發現,額外獲得的端粒酶基因能夠大幅改善斑馬魚整體的健康狀況,且消除腸道中的衰老現象,進而讓斑馬魚能健康的邁入老年期。

端粒酶的基因突變會造成人類腸道出現問題,包括發炎性腸道疾病(IBD),而目前尚不清楚活化斑馬魚腸道中的端粒酶與改善其他器官衰老之間的關聯,不過Ferreira認為,腸道逆轉衰老後,能夠通過釋放信號,進一步阻止其他器官的發炎,進而影響全身的衰老現象。

先前研究結果顯示,維持小鼠端粒酶基因的活性能延緩衰老症狀—白髮、認知功能下降,而最新的人體研究指出,長度短的端粒會導致發炎,而長度長的端粒會增加罹患癌症的風險。

且已有研究證實,腸道細菌會產生有毒的化學物質,而該物質會從老化的腸道進入體內其他器官,進而導致器官損傷,但端粒酶可以在腸道中啟動細胞增殖,進一步防止有毒物質從腸道滲漏。

研究團隊指出,未來將繼續探究腸道是如何影響身體其他器官的運作、衰老,且有望開發出人類抗衰老的新療法。

參考資料:https://www.science.org/content/article/scientists-prevent-signs-aging-zebrafish-targeting-gut
論文:https://www.nature.com/articles/s43587-023-00401-5

(編譯/實習記者 楊雅涵)