科學家揭示衰老新機制

  人為什麼會衰老？目前尚沒有正確答案。中國科學院動物研究所劉光慧課題組、曲靜課題組和中國科學院北京基因組研究所張維綺課題組合作發現，這或許與人類基因組中古病毒的「復活」有關。
  這一成果於北京時間1月7日在國際學術期刊《細胞》上線上發表。
  劉光慧解釋，人類與病毒是協同進化關係。其中，內源性逆轉錄病毒（Endogenous Retrovirus, ERV）是數百萬年前遠古逆轉錄病毒入侵整合到人類基因組的遺蹟——「古病毒化石」。在漫長的歲月裡，大量ERV的遺傳資訊被人類細胞俘獲，並經過突變、缺失等變異成為人類基因組中的「暗物質」潛伏下來，占據了人類基因組序列的8%左右，成為重要的基因記憶。
  那麼，牠們是否與人類衰老過程有關？
  我國科研人員關注到了這個關鍵問題。曲靜說：「我們研究首次發現了年輕的ERV亞家族在細胞衰老過程中被再度喚醒，提出了古病毒復活介導衰老程式化及傳染性的理論，並且創新性地發展出阻斷ERV古病毒復活及擴散以實現延緩衰老的多維干預策略。」
  研究人員利用團隊建立的不同衰老研究體系，結合高通量鏈特異性轉錄本測序、全基因組DNA甲基化測序、高分辨率單分子RNA原位雜交、免疫電鏡和高靈敏的液滴數字PCR等多學科交叉技術，發現衰老細胞中表觀遺傳去抑制（如異染色質減少）導致基因組中ERV的轉錄激活並翻譯出病毒蛋白，進而包裝成為病毒顆粒。張維綺說：「一方面，衰老細胞中ERV的反轉錄產物通過激活cGAS-STING天然免疫通路誘發細胞衰老和炎症；另一方面，衰老細胞釋放的ERV病毒顆粒可通過旁分泌或體液介導的方式在器官、組織、細胞間有效傳遞並放大衰老信號，最終使得年 輕細胞因受『感染』而老化。」深入的機制研究表明，ERV反轉錄產物在宿主細胞胞漿中的出現，會激活初始細胞及被感染細胞中固有的病毒防禦機制。這種本能的細胞抗病毒反應意在降低病毒的損害，然而事與願違，這些防禦性機制卻恰恰促進了細胞的早衰。
  研究人員不僅詳細闡釋了這一過程的全鏈條機制，還開發出針對不同環節的有效抑制ERV古病毒復活及清除病毒顆粒的干預策略，進而實現了組織和機體衰老的延緩。曲靜說：「我們的研究以ERV古病毒復活鏈條的不同環節為靶標發展出多樣化的衰老乾預技術，為衰老相關疾病的防治提供了新的策略，對衰老轉化醫學領域具有潛在的應用價值。」
 「這項研究只是開端。」劉光慧表示，圍繞著衰老伴隨的ERV古病毒激活，將會湧現出更多的科學問題，例如ERV是否與老年健康相關？是否會選擇性驅動特定衰老相關疾病的發生？體液中ERV檢測能否應用於衰老和老年疾病的評估和預警？劉光慧說：「希望隨著科學研究不斷深入和技術手段的日益革新，這些謎題可得以逐一解決。」（齊芳）