研究表明,白藜芦醇可激活人体细胞中的古老应

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  研究表明,白藜芦醇可激活人体细胞中的古老应激反应

  2014年12月23日

  红葡萄酒中的成分激活了古老的应激反应

  斯克里普斯研究所(TSRI)的科学家发现白藜芦醇是一种曾被吹捧为青春长生不老药的红葡萄酒成分,它有力地激活了人类细胞中进化上古老的应激反应。该发现应该消除关于白藜芦醇如何真正起作用的大部分神秘和争议。

  Paul Schimmel博士是斯克里普斯研究所Skaggs化学生物学研究所的教授和成员。

  “这种压力反应代表了一层很大程度上被忽视的生物学,而且白藜芦醇的浓度远低于之前研究中使用的浓度。“高级研究员Paul Schimmel说,他是TSRI的Skaggs化学生物学研究所的教授和成员。

  “根据这些发现,我们对白藜芦醇已知的有益作用有一个新的,基本的机制,”主要作者Mathew Sajish说,他是Schimmel实验室的高级研究员。

  该发现于12月22日在Nature的在线版预报中报道。

  白藜芦醇是一种由葡萄,可可豆,日本虎杖和其他植物产生的化合物,以应对包括感染,干旱和紫外线辐射在内的压力。它在过去十年引起了广泛的科学和大众兴趣,因为研究人员已经报道它延长了寿命,预防了肥胖小鼠的糖尿病,并大大增加了普通老鼠在轮子上行走的耐力。

  然而,最近,该领域的科学家不同意白藜芦醇激活促进健康的信号传导途径,质疑一些白藜芦醇的健康益处—特别是考虑到在一些实验中使用的不切实际的高剂量。

  局外人对争议

  Schimmel和Sajish作为局外人来到这场争论中。 Schimmel的实验室以其不依赖于白藜芦醇的工作而闻名,而是以一种古老的酶家族tRNA合成酶而闻名。这些酶的主要和基本功能是帮助将遗传物质转化为制造蛋白质的氨基酸构建块。但正如Schimmel和其他人自20世纪90年代末以来所展示的那样,tRNA合成酶在哺乳动物中获得了一系列广泛的附加功能。

  早些时候,化学生理学和细胞与分子生物学系的TSRI教授,Schimmel实验室的前成员杨向雷开始发现一种名为TyrRS的tRNA合成酶的提示,它将氨基酸酪氨酸与遗传物质联系起来。编码它,可以在压力条件下移动到细胞核—显然具有保护性,应激反应的作用。 Sajish指出,白藜芦醇似乎具有广泛相似的应激反应特性,也类似于TyrRS的正常结合伴侣酪氨酸。 “我开始将TyrRS视为白藜芦醇的潜在目标,”他说。

  对于这项新研究,Sajish和Schimmel将TyrRS和白藜芦醇放在一起并展示了包括X射线晶体学在内的测试,白藜芦醇确实模仿了酪氨酸,足以与TyrRS的酪氨酸结合口袋紧密配合。研究小组发现,这种对白藜芦醇的结合使TyrRS远离其蛋白质翻译作用,并将其转化为细胞核中的功能。

  相关故事第一次黄斑变性的基因治疗手术是成功的CRISPR技术创造了对免疫系统“看不见”的多能干细胞新方法分析单个生物细胞如何应对压力情况跟踪白藜芦醇结合的TyrRS在细胞核中,研究人员确定它抓住并激活蛋白质,PARP-1,一种主要的应激反应和DNA修复因子,被认为对寿命有重要影响。科学家证实了注射白藜芦醇的小鼠之间的相互作用。反过来,TyrRS对PARP-1的激活导致许多保护性基因的激活,包括肿瘤抑制基因p53和长寿基因FOXO3A和SIRT6。

  兼容红酒

  白藜芦醇在21世纪初的首次研究表明它通过激活SIRT1对健康产生一些积极作用,SIRT1也被认为是一种长寿基因。但是,SIRT1在调节白藜芦醇的作用中报道了健康促进作用,最近在其特殊作用方面受到了质疑。

  然而,研究小组的实验表明,TyrRS-PARP-1途径可以被更低剂量的白藜芦醇显着激活 - 比一些更着名的先前研究(包括那些重点研究中使用的那些)低1000倍—在SIRT1上。 “根据这些结果,可以想象,适量食用一杯红葡萄酒(富含白藜芦醇)可以给人足够的白藜芦醇,通过这种途径唤起保护作用,“rdquo;萨吉什说。他还怀疑白藜芦醇仅以不切实际的高剂量出现的效果可能会使一些先前的发现混淆。

  为什么白藜芦醇(一种在植物中产生的蛋白质)在激活人体细胞中的主要应激反应途径方面是如此有效和特异?可能是因为它在植物细胞中大致相同,并且可能再次通过TyrRS—一种蛋白质,因其与氨基酸的连接而对生命至关重要,它在植物和植物之后的数亿年中没有发生太大变化。动物们采取了独立的进化方式。 “我们相信TyrRS已经发展成为一种基本的细胞保护机制的顶级开关或激活剂,可以在几乎所有形式的生命中起作用,“萨吉什说。

  无论白藜芦醇在哺乳动物中天然具有什么活性,都可能是激素的一个例子:温和的促进健康的自然应激反应。 “如果白藜芦醇为哺乳动物带来了显着的益处,它们可能已经与产生白藜芦醇的植物发展出共生关系,“萨吉什说。

  “我们认为这只是冰山一角,“rdquo;席美尔说。

   “我们认为有更多的氨基酸模拟物可以在人们身上产生这样的有益效果。我们现在正在努力解决这个问题。”

  Schimmel和他的实验室也正在寻找可以比白藜芦醇更有效地激活TyrRS应激反应途径的分子。

  出处:http://www.scripps.edu/