溶酶体是一种微小的结构,它可以分解并清除分子废物,以保持细胞的年轻与新鲜,因而这套机制有时也被称作细胞回收系统。此前已有许多研究揭示了它与衰老相关的疾病有牵连,例如癌症、阿尔兹海默病、以及帕金森氏症。但若能对这些细胞器的自我修复方式产生新的认知,或为我们指明一条阻止相关疾病发展的全新道路。
科学家们看到有蛋白质会落在受伤的细胞器上,且其中一个尤其引人注目 —— 它就是能够迅速到达、并产生大量被称作 PtdIns4P 信号分子的 PI4K2A 酶。
这种结构在蛋白质和脂质的合成中发挥了作用,后续研究发现它会产生胆固醇(cholesterol)、以及一种被称作磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)的脂质。
由于能够修补膜上的孔洞,上述产物也被认为是整个溶酶体修复过程的关键。此外研究人员发现,磷脂酰丝氨酸可以激活另一种称作 ATG2 的蛋白质。
该蛋白质有助于在修复过程的最后一步,将脂质转运至溶酶体。
后续实验中,研究人员尝试剔除编码 PI4K2A 酶的基因,结果发现与阿尔茨海默病相关的 tau 原纤维会自由生长。
科学家们认为,在年轻和健康人群中,溶酶体可通过这一途径加以快速修复,但衰老和疾病会损害其功能 —— 导致渗漏的溶酶体积累、进而加速衰老和某些疾病的发作。
下一步,科学家们打算探索如何利用 PITT 途径,来保护实验小鼠免受阿尔兹海默病的影响。研究资深作者 Toren Finkel 解释称:
这套机制的美妙之处,在于已知的 PITT 通路的所有成分都存在,但不清楚它们谁在这个序列中相互作用、或发挥溶酶体的修复功能。
相信这些发现,可对正常衰老和年龄相关的疾病产生深远的影响。
有关这项研究的详情,已经发表在 2022 年 9 月 7 日出版的《自然》(Nature)杂志上。
原标题为《磷酸肌醇信号通路介导快速溶酶体修复》(A phosphoinositide signalling pathway mediates rapid lysosomal repair)。
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