研究简报是一个简短的关于有趣的学术工作。
大的想法
根据我们最近发表在《自然结构与分子生物学》上的研究，染色体末端的损伤会产生“僵尸细胞”，它们仍然活着，但不能工作。
当细胞准备分裂时，它们的DNA紧紧缠绕在蛋白质上，形成染色体，为遗传物质提供结构和支持。在这些染色体的末端是DNA的重复延伸，称为端粒，形成一个保护帽，以防止遗传物质受损。然而，每一次细胞分裂，端粒就会缩短。这意味着随着年龄的增长，细胞分裂越来越多，你的端粒也会越来越短，更有可能失去保护DNA的能力。
遗传物质的损伤会导致突变，导致细胞不受控制地分裂，从而导致癌症。然而，当细胞的端粒在分裂过多次后变得过短，并在分裂过程中产生潜在的损伤时，细胞会进入一种僵尸状态，通过一种称为细胞衰老的过程阻止细胞分裂，从而避免癌变。
因为它们对死亡有抵抗力，衰老——或“僵尸”——细胞会随着年龄的增长而积累。它们可以促进附近有癌变风险的细胞的衰老，吸引免疫细胞清除癌细胞，从而对健康有益。但它们也可能通过损害组织愈合和免疫功能，以及分泌促进炎症和肿瘤生长的化学物质来促进疾病。
我们想知道端粒的直接损伤是否足以引发衰老并产生僵尸细胞。为了弄清楚这一点，我们需要将损伤限制在端粒上。所以我们将一种蛋白质附着在实验室培养的人类细胞的端粒上。然后我们在蛋白质中添加了一种染料，使其对光敏感。用远红光(或波长比红外光稍短的光)照射细胞，可以诱导蛋白质在端粒产生氧自由基——一种可以破坏DNA的高度活性分子，而保留了染色体和细胞的其余部分。
我们发现，端粒的直接损伤足以使细胞变成僵尸，即使这些保护帽没有缩短。我们发现，造成这一现象的原因很可能是端粒上的DNA复制中断导致染色体更容易受损或突变。
为什么它很重要
端粒会随着年龄的增长而自然缩短。它们通过向到达一定长度的细胞发出变成僵尸的信号来限制细胞分裂的次数。但是，正常的身体过程以及暴露在空气污染和烟草烟雾等有害化学物质中产生的过量自由基会导致氧化应激，加速端粒缩短。这可能会过早触发衰老，并导致与年龄相关的疾病，包括免疫缺陷、心血管疾病、代谢性疾病和癌症。
我们的研究表明，端粒不仅能起到闹钟的作用，提示细胞分裂过多，还能警示氧化应激的有害程度。与年龄相关的端粒缩短并不是触发衰老的唯一因素;端粒损伤也足以使细胞变成僵尸。
还有什么其他的研究正在进行
研究人员正在研究能够保护端粒不受损害、防止僵尸细胞堆积的治疗和干预措施。在老鼠身上进行的多项研究发现，去除僵尸细胞可以改善认知功能、肌肉质量和功能，并从病毒感染中恢复，从而促进健康衰老。
研究人员还在开发一种名为senolytics的药物，这种药物既可以杀死僵尸细胞，也可以从一开始就阻止它们的发展。
接下来是什么
这项研究的重点是端粒损坏在积极分裂的细胞，如肾细胞和皮肤细胞的后果。我们现在正在研究这种损伤是如何在不分裂的细胞中发挥作用的，比如神经元或心肌细胞。虽然研究人员已经表明，随着年龄的增长，不分裂的细胞和组织的端粒会变得更加功能失调，但目前还不清楚为什么这些端粒本来就不应该缩短。
