研究確定調節衰老過程的蛋白質

大阪大學的一組科學家已經確定了一種能讓老化細胞恢復年輕特徵的分子機制。這項研究發表在《細胞信號》上，表明與細胞內運輸相關的蛋白質 AP2A1 在維持衰老細胞的擴大結構方面起着關鍵作用；當它的表達受到抑制時，老化的細胞表現出復壯的特徵[1]。

AP2A1 在細胞老化中的作用

細胞衰老是指細胞停止分裂並隨年齡增長而積累的一種狀態，會導致各種與年齡相關的狀況。衰老細胞由於其細胞骨架和粘附特性的改變，往往會增大，並且它們顯示出應力纖維的重組結構，應力纖維是促進細胞運動和環境相互作用的重要細胞成分。

“我們仍不明白這些衰老細胞是如何保持其巨大尺寸的，”該研究的主要作者 Pirawan Chantachotikul 說。“一個有趣的線索是，衰老細胞中的應力纖維比年輕細胞中的厚得多，這表明這些纖維中的蛋白質有助於支持它們的大小[2]。”

Longevity.Technology：AP2A1 對細胞衰老和復壯的調節作用這一發現，爲治療干預開闢了一條引人注目的但又複雜的途徑。如果針對這種蛋白質能夠恢復細胞形態，減少應力纖維增厚並增強運動性，它爲減輕與年齡相關疾病中的細胞功能障礙提供了潛在策略。然而，它在整合素β1 易位中的作用引起了對意外後果的擔憂——改變粘附動力學是否會破壞組織完整性或影響傷口癒合？衰老既是一把雙刃劍，既能預防惡性腫瘤，又會導致組織功能障礙；AP2A1 的調節可能爲再生醫學帶來希望，但需要仔細評估以避免引發不受控制的增殖。挑戰在於將這些發現轉化爲安全、精確的干預措施，在不影響體內平衡的情況下恢復細胞功能——這一微妙的平衡將決定基於 AP2A1 的療法的可行性。

研究人員發現，AP2A1 在衰老的人類成纖維細胞中顯著地被上調，它沿着增厚的應力纖維進行定位，並促進整合素β1 發生易位，從而加強這些增大細胞與其基質的附着。

研究人員還發現，AP2A1 與整合素β1 之間存在密切的相互作用，整合素β1 是一種幫助細胞錨定在周圍膠原框架上的蛋白質。這兩種蛋白質沿着應力纖維移動，進而加強了衰老細胞與其環境之間的連接；這種增加的粘附現象或許能夠解釋衰老細胞爲何會形成增厚、凸起的結構。通過加強這些附着，AP2A1 和整合素β1 能夠幫助穩定組織內的衰老細胞，或許會導致它們隨着時間的推移而不斷積累。

鑑於 AP2A1 的表達與衰老細胞的衰老跡象緊密相關，其在不同衰老途徑中的上調情況表明，它可能是細胞年齡以及與衰老相關的生理變化的可靠指標。

年輕化的實驗證據

通過一系列實驗，該團隊證明降低 AP2A1 水平逆轉了細胞衰老的許多特徵：細胞體積變小，p53 和 p21 等衰老標誌物的表達減少，並且重新獲得了更具動態的細胞骨架結構。相反，在年輕細胞中過表達 AP2A1 會導致過早衰老，表明其在調節細胞命運方面起着關鍵作用 [1]。

“結果非常有趣，”資深作者 Shinji Deguchi 解釋說。“在衰老細胞中抑制 AP2A1 能夠逆轉衰老狀況，並促進細胞年輕化 [2]。”

該研究使用了多種細胞衰老模型，包括複製性衰老、紫外線輻射和藥物誘導的應激，證實 AP2A1 表達在不同的衰老途徑中持續增加。敲低 AP2A1 不但改變了細胞的形態，還增強了細胞的增殖和遷移能力，而這些都是細胞年輕化的關鍵指標。

“我們的研究結果表明，衰老細胞通過 AP2A1 增強與細胞外基質的粘附，並藉助整合素β1 沿着增大的應力纖維移動，從而維持其較大的體積，”Chantachotikul 總結道[2]。

探索細胞的交叉路口

衰老細胞的積累與多種與年齡相關的疾病有關，包括心血管疾病、神經退行性疾病和代謝紊亂。雖然細胞溶解藥物旨在消除這些細胞，但另一種或補充方法可能涉及將它們重新編程爲更年輕的狀態。

雖然這些發現很有希望，但還需要進一步研究，以探索 AP2A1 調節如何應用到細胞培養之外的複雜生物系統中。研究其在不同組織類型和體內模型中的作用對於評估潛在干預措施的可行性至關重要。