人為什么會衰老？目前尚沒有正確答案。中國科學(xué)院動物研究所劉光慧課題組、曲靜課題組和中國科學(xué)院北京基因組研究所張維綺課題組合作發(fā)現(xiàn)，這或許與人類基因組中古病毒的“復(fù)活”有關(guān)。
這一成果于北京時(shí)間1月7日在國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上在線發(fā)表。
劉光慧解釋，人類與病毒是協(xié)同進(jìn)化關(guān)系。其中，內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（Endogenous Retrovirus, ERV）是數(shù)百萬年前遠(yuǎn)古逆轉(zhuǎn)錄病毒入侵整合到人類基因組的遺跡——“古病毒化石”。在漫長的歲月里，大量ERV的遺傳信息被人類細(xì)胞俘獲，并經(jīng)過突變、缺失等變異成為人類基因組中的“暗物質(zhì)”潛伏下來，占據(jù)了人類基因組序列的8%左右，成為重要的基因記憶。
那么，它們是否與人類衰老過程有關(guān)？
我國科研人員關(guān)注到了這個(gè)關(guān)鍵問題。曲靜說：“我們研究發(fā)現(xiàn)了年輕的ERV亞家族在細(xì)胞衰老過程中被再度喚醒，提出了古病毒復(fù)活介導(dǎo)衰老程序化及傳染性的理論，并且創(chuàng)新性地發(fā)展出阻斷ERV古病毒復(fù)活及擴(kuò)散以實(shí)現(xiàn)延緩衰老的多維干預(yù)策略?！?/span>
研究人員利用團(tuán)隊(duì)建立的不同衰老研究體系，結(jié)合高通量鏈特異性轉(zhuǎn)錄本測序、全基因組DNA甲基化測序、高分辨率單分子RNA原位雜交、免疫電鏡和高靈敏的液滴數(shù)字PCR等多學(xué)科交叉技術(shù)，發(fā)現(xiàn)衰老細(xì)胞中表觀遺傳去抑制（如異染色質(zhì)減少）導(dǎo)致基因組中ERV的轉(zhuǎn)錄激活并翻譯出病毒蛋白，進(jìn)而包裝成為病毒顆粒。張維綺說：“一方面，衰老細(xì)胞中ERV的反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通過激活cGAS-STING天然免疫通路誘發(fā)細(xì)胞衰老和炎癥；另一方面，衰老細(xì)胞釋放的ERV病毒顆?？赏ㄟ^旁分泌或體液介導(dǎo)的方式在器官、組織、細(xì)胞間有效傳遞并放大衰老信號，使得年輕細(xì)胞因受‘感染’而老化?！鄙钊氲臋C(jī)制研究表明，ERV反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在宿主細(xì)胞胞漿中的出現(xiàn)，會激活初始細(xì)胞及被感染細(xì)胞中固有的病毒防御機(jī)制。這種本能的細(xì)胞抗病毒反應(yīng)意在降低病毒的損害，然而事與愿違，這些防御性機(jī)制卻恰恰促進(jìn)了細(xì)胞的早衰。
研究人員不僅詳細(xì)闡釋了這一過程的全鏈條機(jī)制，還開發(fā)出針對不同環(huán)節(jié)的有效抑制ERV古病毒復(fù)活及清除病毒顆粒的干預(yù)策略，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了組織和機(jī)體衰老的延緩。曲靜說：“我們的研究以ERV古病毒復(fù)活鏈條的不同環(huán)節(jié)為靶標(biāo)發(fā)展出多樣化的衰老干預(yù)技術(shù)，為衰老相關(guān)疾病的防治提供了新的策略，對衰老轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。”
“這項(xiàng)研究只是開端。”劉光慧表示，圍繞著衰老伴隨的ERV古病毒激活，將會涌現(xiàn)出更多的科學(xué)問題，例如ERV是否與老年健康相關(guān)？是否會選擇性驅(qū)動特定衰老相關(guān)疾病的發(fā)生？體液中ERV檢測能否應(yīng)用于衰老和老年疾病的評估和預(yù)警？劉光慧說：“希望隨著科學(xué)研究不斷深入和技術(shù)手段的日益革新，這些謎題可得以逐一解決?！?/span>
