端粒、线粒体和炎症:衰老的三个特征共同作用来预防癌症

随着年龄的增长，染色体的端粒会逐渐变短。现在，索尔克的科学家们已经发现，当端粒变得非常短时，它们会与细胞的动力来源线粒体进行交流。这种交流触发了一系列复杂的信号通路，并引发了炎症反应，从而破坏了原本可能癌变的细胞。

该研究结果发表在自然2023年2月8日，可能会带来新的预防和治疗方法癌症以及设计更好的干预措施来抵消衰老的有害后果。

这一发现是共同资深作者和索尔克教授Jan Karlseder和Gerald Shadel合作的结果，他们联手探索他们各自在炎症信号通路中发现的相似性。Karlseder的实验室研究端粒生物学和端粒如何预防癌症的形成．Shadel的实验室研究线粒体的作用人类疾病衰老和免疫系统。

“我们很兴奋地发现端粒可以与线粒体对话，”唐纳德和达琳·席利(Donald and Darlene Shiley)主席卡尔塞德说。“它们显然在控制良好的生物过程中协同作用，以启动杀死细胞的途径细胞这可能会导致癌症。”

当端粒缩短到不能再保护染色体免受损伤时，就会发生“危机”，细胞就会死亡。这种有益的自然过程去除了端粒非常短和基因组不稳定的细胞，已知是对抗癌症形成的强大屏障。卡尔塞德和该研究的第一作者、卡尔塞德实验室的高级研究员乔·纳苏尔，之前发现的处于危机中的细胞会通过一种叫做自噬的过程被清除，在这个过程中，身体会清除受损细胞。

在这项研究中，研究小组想知道在端粒极短的危机期间，依赖自噬的细胞死亡程序是如何被激活的。通过使用称为成纤维细胞的人类皮肤细胞进行基因筛选，科学家们发现了相互依赖的免疫感应和炎症信号通路——类似于人体免疫系统所使用的通路免疫系统对抗病毒——这对危机期间的细胞死亡至关重要。具体来说，他们发现从短端粒发出的RNA分子以一种独特的方式激活线粒体外表面的免疫传感器ZBP1和MAVS。

这些发现证明了端粒、线粒体和炎症之间的重要联系，并强调了细胞如何在通路不能正常工作时绕过危机(从而逃避破坏)并发生癌变。

“端粒、线粒体和炎症是衰老的三个特征，最常被单独研究，”Shadel说，她是生物医学奥黛丽·盖泽尔(Audrey Geisel)主席，也是圣地亚哥内森·休克(San Diego Nathan Shock)衰老基础生物学卓越中心的主任。“我们的研究结果表明，紧张的端粒向线粒体发送RNA信息，导致炎症，这突出了研究这些特征之间相互作用的必要性，以充分了解衰老，并可能干预以增加人类的健康寿命。”

“癌症的形成不是一个简单的过程，”纳苏尔说。“这是一个多步骤的过程，需要在整个细胞中进行许多改变和改变。更好地理解相互联系的复杂途径端粒线粒体可能会导致未来新型癌症疗法的发展。”

接下来，科学家们计划进一步研究这些途径的分子基础，并探索针对这些途径预防或治疗癌症的治疗潜力。

其他作者包括Lucia Gutierrez Aguiar, Adriana Correia, Tobias T. Schmidt, Laura Mainz, Sara Przetocka, Candy Haggblom, Nimesha Tadepalle, April Williams, Salk的Maxim N. Shokhirev，以及新加坡分子与细胞生物学研究所的Semih C. Akincilar和Vinay Tergaonkar。