Nat Aging：隐性转录升高与哺乳动物干细胞衰老有关

2021年8月10日讯/生物谷BIOON/---尽管可见的衰老迹象通常是明确无误的，但揭开触发它们的原因一直是一个相当大的挑战。在一项新的研究中，来自美国贝勒医学院、布朗大学、德州农工大学和斯坦福大学的研究人员发现一种之前已被描述过的与酵母和线虫的衰老有关的称为隐性转录（cryptic transcription）的细胞现象在衰老的哺乳动物干细胞（包括小鼠造血干细胞、神经干细胞和人类间充质干细胞）中升高了。相关研究结果于2021年8月2日在线发表在Nature Aging期刊上，论文标题为“Altered chromatin states drive cryptic transcription in aging mammalian stem cells”。

这些作者指出隐藏转录的发生是因为当细胞衰老时，一种控制它的细胞机制崩溃了。该研究结果表明，控制隐性转录的策略可能具有促进寿命的作用。

论文通讯作者、贝勒医学院赫芬顿衰老中心分子与人类遗传学助理教授Weiwei Dang博士说，“在以前的研究工作中，我们已发现酵母和线虫中的隐性转录不仅是衰老的标志，也是一个原因。减少这些有机体中这种异常转录的数量，可以延长它们的寿命。”

隐性转录是一种干扰正常细胞过程的现象。正常的基因转录是产生蛋白质的第一步。它开始于DNA上的一个称为启动子的特定位置。这是蛋白编码基因开始被转录成RNA最终被翻译成蛋白的地方。基因转录是一种受到良好调控的细胞过程，但随着细胞的衰老，它们会失去控制它的能力。

Dang解释说，“启动子有一个确定了转录过程起点的特定DNA序列，该序列通常位于实际蛋白编码序列之前。但是启动子相似的序列确实存在于其他位置，包括位于实际的蛋白编码序列的内部，它们可以启动转录并产生较短的转录本，称为隐性转录本（cryptic transcript）。在这项新的研究中，我们调查了隐性转录是否随着哺乳动物的年龄增长而增加，以及参与这一现象的潜在机制。”

Dang及其研究团队研究了已被证实在衰老中发挥了重要作用的哺乳动物干细胞。他们改进了一种检测隐性转录的方法，以确定小鼠和人类干细胞及体外培养细胞中的隐性转录水平。当与年轻的干细胞相比，年老的干细胞的隐性转录增加。他们还研究了其他的衰老细胞，发现在一系列组织的大多数细胞中，隐性转录也随着年龄的增长而升高。

对衰老的小鼠造血干细胞和人类间充质干细胞的RNA测序数据的进一步分析。图片来自Nature Aging, 2021, doi:10.1038/s43587-021-00091-x。

Dang说，“总之，我们的发现表明，隐性转录的升高是哺乳动物衰老的一个标志。”

年轻的细胞有阻止隐性转录的机制。这些作者在衰老的哺乳动物细胞发现其中的一种限制染色质访问的隐性转录阻止机制正在失效，促进了隐性转录本的产生。

Dang说，“目前还不清楚隐性转录的升高是如何促进衰老的，但越拉越多的证据表明它对哺乳动物是有害的，正如它对酵母和线虫一样。未来的研究可能会开发出减少隐性转录的促衰老作用的方法。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Brenna S. McCauley et al. Altered chromatin states drive cryptic transcription in aging mammalian stem cells. Nature Aging, 2021, doi:10.1038/s43587-021-00091-x.