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亚利桑那大学研究小组挑战了对细胞睡眠的传统理解

亚利桑那大学领导的研究小组挑战了对细胞睡眠的传统理解,并发现了可能导致干预衰老过程的新信息。

随着年龄的增长,越来越多的细胞进入昏迷状态,称为衰老,并且不再分裂。衰老细胞的积累损害正常的组织功能,从而进一步促进衰老。相比之下,我们体内的许多其他细胞以类似睡眠的状态存在,称为静止状态。这些细胞可以被唤醒以响应诸如伤口之类的触发而分裂。可逆的静止性对于组织修复和稳定性至关重要。

研究小组发现,与传统的理解相反,当细胞进入深度睡眠状态时,它们有进入完全关闭状态的风险。

该论文的共同作者,领导该实验室的分子与细胞生物学系副教授Guang Yao说:“以前,人们认为细胞为了保护自己免于进入昏迷状态而睡觉,认为这两种情况是相反的。”产生了这项研究。“但是我们已经证明睡眠具有不同的水平,如果睡眠太深,它将最终进入昏迷状态的关机状态。”

研究人员还发现,基因表达的模式可以发出信号,说明细胞正在睡觉的深度。学习操纵细胞睡眠的深度可能会导致干预措施老化。

“如果您了解衰老的机理,您也许可以逆转或延缓衰老,”今天在美国同行评议的《美国国家科学院院刊》上发表的论文的第一作者,博士生Kotaro Fujimaki说。美国或PNAS。

研究人员使用药物逐渐将细胞推入深度越来越深的睡眠中。基因表达模式显示,随着细胞睡眠的加深,其分解和回收细胞物质的能力(称为溶酶体自噬功能)也下降。因此,细胞经历了有害的化学不稳定和压力,最终可能导致昏迷状。

另外,当研究人员提高这种细胞循环功能时,他们观察到细胞压力降低了。细胞也逐渐进入浅层睡眠,使其更容易唤醒和分裂。

藤卷说:“通过改变这种回收机的功能,我们可以调节细胞睡眠的深度。”

通过分析基因表达模式随着细胞进入更深层睡眠的方式而发生的变化,该团队创建了一个预测模型,该模型能够为细胞的睡眠深度评分分配1到10之间的分数,可以应用于各种细胞类型。利用这种模型,研究小组还确定了处于昏迷状态并正在老化的细胞。这表明深度睡眠细胞与关机和衰老细胞具有相似的基因表达特征。

像调光开关一样,细胞睡眠最终存在于通态(分割)和断态(关闭)之间的一系列细胞功能中,这是研究团队提出的新范例。

姚明说:“调光器控制唤醒细胞恢复组织修复和再生的难度。”

研究人员认为,揭示将深层细胞睡眠与昏迷状关闭联系起来的调光器开关,为开发新策略(通过将调光器向上滑动)以减缓衰老奠定了基础。

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