【中新網】中國科學家研究揭示靈長類動物發育和壽命調控的關鍵通路

  中科院聯合研究團隊合影。 中科院 供圖 攝

  中新網北京8月23日電 (記者 孫自法)中國科學院23日發布消息稱,該院必威在线网址 和生物物理研究所的研究團隊通過聯合攻關,首次實現被認為是經典“長壽蛋白”的SIRT6在非人靈長類動物中的全身敲除,獲得世界上首例特定長壽基因敲除的食蟹猴模型,並進一步研究揭示出靈長類動物發育和壽命調控的關鍵通路。

  中國科學家完成的這一突破性研究成果,北京時間23日淩晨獲國際權威學術期刊《自然》(《Nature》)在線發表。

  專家指出,該研究首次結合非人靈長類動物模型、人類幹細胞模型及基因編輯技術揭示了可調控靈長類動物出生前發育程序的關鍵分子開關,為研究人類出生前發育遲緩綜合征提供了重要的模型體係。此外,該研究首次揭示了靈長類和齧齒類動物在衰老調節通路方麵的巨大差異,為開展人類發育和衰老的機製研究,以及相關疾病的幹預奠定了重要的基礎。

用於研究工作的高效製備基因編輯靈長類模型。 中科院 供圖

  據介紹,1999年,科學家就發現Sir2基因具有延長釀酒酵母壽命的作用,因此稱其為“長壽基因”。在齧齒類動物中,Sir2的同源基因SIRT6也被認為參與了衰老及壽命的調控——過量表達SIRT6能夠延長雄性小鼠的壽命,而敲除SIRT6則會使小鼠表現出脊柱彎曲、骨質疏鬆、腸道上皮受損、端粒縮短等加速衰老的表型,且小鼠壽命縮短至約1個月。

  由於SIRT6在功能上鏈接著表觀遺傳穩態、基因組穩定性和代謝調控,因此SIRT6被認為是經典的“長壽蛋白”,並成為人們試圖延緩衰老的重要靶標。然而,迄今為止幾乎所有SIRT6作為“長壽蛋白”的證據均來源於小鼠和其他低等模式生物,SIRT6能否在靈長類動物中發揮類似的功能尚不清楚。

  對此,中科院動物所和生物物理所聯合團隊曆時3年的研究發現,與SIRT6敲除小鼠表現的加速衰老表型明顯不同,SIRT6敲除的食蟹猴在出生數小時內即死亡。多項分析結果顯示,SIRT6敲除的食蟹猴未見加速衰老表型,卻表現出嚴重的全身發育遲緩。新生SIRT6敲除猴的腦、肌肉及多種其他器官組織均表現出明顯的胚胎期未成熟的細胞和分子特征。

用於研究工作的高效製備基因編輯靈長類模型。 中科院 供圖

  與此同時,聯合團隊利用人類幹細胞模型開展的研究表明,SIRT6缺乏也可阻滯人類神經幹細胞向神經元的分化。進一步的分子機製研究發現,SIRT6可以通過介導長鏈非編碼核糖核酸H19印記調控區的組蛋白去乙酰化來反式抑製H19的表達,而SIRT6的缺乏則會在靈長類動物神經前體細胞中引起H19表達的異常上調,進而導致腦發育遲緩。

  據了解,這項研究工作得到了中科院“器官重建與製造”戰略科技先導專項等資助支持,首都醫科大學宣武醫院、北京大學附屬第一醫院和中山大學等也參與合作。(完)

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