J Extracell Vesicles：细胞凋亡囊泡是修复DNA损伤和抑制细胞过早衰老所必需的

yinfuhua

J Extracell Vesicles：细胞凋亡囊泡是修复DNA损伤和抑制细胞过早衰老所必需的/ [: Z2 U% n% u) K$ w
来源：生物谷原创 2024-05-15 11:05
7 W) o$ `" ^) T; Z) n3 d2 [6 m在本研究中，研究者证明ApoV数量的减少会导致显著的早衰和DNA损伤，而MSC-apov的输注可以改善这些疾病。0 w; y, E  g. n- D
细胞凋亡是一种高度保守的过程，在我们日常生活中的生理和病理条件下都会发生。数十亿细胞每天都经历着凋亡，产生大量的凋亡小泡(Apov)，这对维持器官和身体的动态平衡至关重要。ApoV是细胞凋亡过程中释放的一种特殊类型的胞外小泡，包括1~5μm的凋亡小体、0.1~1μm的凋亡微泡和直径小于150 nm的凋亡外体，携带着从亲本细胞遗传来的蛋白质、核酸、脂类和其他分子。
2 l% R$ s5 Y6 b$ h3 k9 i6 Y8 J在细胞凋亡过程中，大量与核相关的成分，包括蛋白质和核酸，被包装成ApoVs，使它们有别于生理释放的细胞外囊泡。这些遗传的核材料在载脂蛋白中的作用尚未完全阐明。
% t, f5 K$ P" B0 hDNA损伤通常发生在人体内，由各种因素引起，如紫外线辐射、X射线、γ射线、化学试剂和活性氧物种(ROS)。DNA损伤的积累会导致衰老和癌症。众所周知，细胞具有一个复杂的DNA修复系统来处理DNA损伤，但是否有凋亡代谢参与DNA修复尚不清楚。$ N$ T8 a1 E6 j! U7 l
辐射损伤被认为是一种严重的临床疾病，必须在战争中甚至在日常生活中预防，这一挑战预计在未来将变得越来越重要。然而，世界卫生组织(WHO)提供的2023年辐射和核紧急情况关键药物清单并不包括任何专门用于促进DNA损伤修复的药物。因此，迫切需要开发实用的治疗方法来修复DNA损伤。* U! q+ N. Y3 ?  j3 n) \+ ?( x/ X- J

" a# f: @8 ^2 F. S' l8 R' v$ A$ Y图片来源：https://doi.org/10.1002/jev2.124287 y+ I5 j# ^$ \+ T
近日，来自中国医科大学的研究者们在J Extracell Vesicles杂志上发表了题为“Apoptotic vesicles are required to repair DNA damage and suppress premature cellular senescence”的文章，该研究揭示了细胞凋亡囊泡是修复DNA损伤和抑制细胞过早衰老所必需的。
# W; d, C. B9 ~1 s$ Z0 x9 }众所周知，DNA损伤会导致细胞凋亡。然而，细胞凋亡及其代谢产物是否有助于DNA修复在很大程度上是未知的。在这项研究中，研究者发现凋亡缺陷的Fasmut和BIM−/−小鼠表现出显著的DNA损伤和细胞过早衰老，同时16000g凋亡小泡(Apov)的数量显著减少。
' U- k: h- p7 N1 x8 x& v静脉输注骨髓间充质干细胞来源的16,000g载脂蛋白可以挽救Fasmut和BIM−/−小鼠的DNA损伤和过早衰老。此外，亚致死剂量的辐射暴露导致Fasmut小鼠出现比野生型小鼠更严重的DNA损伤、存活率下降和体重减轻，但这些都可以通过输注MSC-apov来恢复。
0 v  p/ s4 P* E, @; F8 T$ s; A
: [0 ~3 K- l. U5 X  q$ ~凋亡缺陷的Fasmut小鼠表现出过早衰老和DNA损伤的表型
' s- D1 l  s) f图片来源：https://doi.org/10.1002/jev2.12428  [: N. W3 V# O- J) S
从机制上讲，研究者证明了细胞凋亡可以将多种核DNA修复酶，如全长的PARP1，组装成16,000克的载脂蛋白。这些DNA修复成分通过16,000g apov直接转移到受体细胞，从而挽救DNA损伤并消除衰老细胞。7 I; }* Y" l, _6 ?' Y
最后，研究者证明了胚胎干细胞来源的16,000g载脂蛋白具有优越的DNA修复能力，因为它含有高水平的核DNA修复酶来拯救受到致命剂量辐射的小鼠。这项研究不仅揭示了凋亡囊泡在DNA保护方面的巨大作用，更展示了干细胞衍生囊泡在对抗辐射伤害上的无限潜力。. p" d8 }5 h4 X5 C# s
: Z3 A8 w+ Q' O2 O0 j& t7 k
细胞凋亡产生含有丰富DNA修复相关蛋白的apoV复合体
4 R; g3 U. c$ G% S1 m图片来源：https://doi.org/10.1002/jev2.124280 q# u3 T8 x; n2 \4 N3 x' f9 R
综上所述，在本研究中，研究者证明ApoV数量的减少会导致显著的早衰和DNA损伤，而MSC-apov的输注可以改善这些疾病。同时，研究者首次揭示了细胞凋亡通过产生含有丰富DNA修复酶的DDR-apoV复合体来参与DNA修复。（生物谷 Bioon.com）0 M/ g5 x+ H3 ^9 A$ W7 N2 X$ `5 W& Y* p
参考文献
3 o1 e2 F5 V0 y! R7 }2 f) Q# [5 NZhiqing Huang et al. Apoptotic vesicles are required to repair DNA damage and suppress premature cellular senescence. J Extracell Vesicles. 2024 Apr;13(4):e12428. doi: 10.1002/jev2.12428.
- X4 r3 j- n: U+ D: y# H" k# i* w& j6 v' a