Sci Adv：机体衰老过程中缺失CpG岛的基因的错误表达或会驱动机体发生退行性改变

2021年12月29日 讯 /生物谷BIOON/ --细胞衰老的主要特征是核纤层（nuclear lamina）及其相关异染色质（heterochromatin）的破坏，然而目前研究人员并不清楚细胞核内这些结构改变是如何导致有机体出现与年龄相关的退化的，缺乏CpG岛（CGI-基因）的基因在不活跃时通常与异染色质有关。近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“Misexpression of genes lacking CpG islands drives degenerative changes during aging”的研究报告中，来自德克萨斯大学等机构的科学家们通过研究发现证据表明，在机体衰老期间与DNA改变相关的基因表达或与缺失CpG岛（长段胞嘧啶-鸟嘌呤重复）存在关联。

衰老肾脏中CGI-基因的表达错误与核结构破坏。

图片来源：DOI:10.1126/sciadv.abj9111

科学家的一个伟大谜团就是生物性衰老，目前没有人真正知道为何生物体会发生衰老或其背后的驱动因素，而科学家们在几个世纪以来一直在试图揭开这一谜题，他们推测，这样做有望未来能预防这一过程在某个时间点开始或停止；这项研究中，研究人员发现了相应的线索，这或许能帮助解释为何缺乏CpG岛的基因会以破坏性的方式行为开始。

此前研究结果表明，随着细胞衰老，染色质就会开始出现问题，染色质是一种由细胞中包括DNA、RNA和蛋白质等组分组成的；研究人员想知道是否这种变化一般会促进机体的衰老过程，或许只是衰老的结果。为了找到答案，研究人员将重点对CpG岛进行了相关研究，其存在于人类基因中大约60%的启动子位点，其被称之为CGI+基因，那些没有CpG岛的基因就是CGI-基因；此前研究结果表明，CGI-基因在生命早期会保持休眠状态，然而随着人类年龄的增长，固定它们的核纤层就会减弱，从而就允许其表达诸如细胞因子等物质。

图片来源：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj9111

通过对小鼠机体中CGI-基因进行研究，研究者发现，其趋向于随着组织老化而上上调地更多，即发生更多的基因表达，而且研究者还发现，存在这种上调情况的小鼠往往会出现更高的肾功能异常率，研究者认为，这或许CGI-基因错误表达与衰老之间关联的证据，他们发现，当一种名为核纤层蛋白B（Lamin B）的受体（其能将异染色质与核包膜结合）无法发挥其应有的功能时，结果就会导致异染色质更加松散，从而使得CGI-基因变得更加活跃。

综上，本文研究中，研究者发现，CGI-基因的表达在老化细胞和组织中或许会处于全面激活装填，CGI-基因错误表达是小鼠和人类机体正常和病理性衰老的一个共同特征；此外研究者还发现证据表明，CGI-基因的上调直接与年龄相关的生理状况不佳有关，尤其是会增加炎性介导子的分泌。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

JUN-YEONG LEE，IAN DAVISELLIOT H. H. YOUTH，JONGHWAN KIM, et al.Misexpression of genes lacking CpG islands drives degenerative changes during aging, Science Advances (2021). DOI:10.1126/sciadv.abj9111