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近日,新乡医学院第二附属医院怀济森教授团队以《衰老的主要标志在阿尔茨海默病中的作用》(Role of primary aging hallmarks in Alzheimer´s disease)为题在生物医学1区杂志Theranostics (IF: 11.600)上在线发表。该研究通过对已发表的文献进行分析,总结了脑衰老的主要标志在AD发病机制中的作用。
[Zhao J, Huai J. Role of primary aging hallmarks in Alzheimer´s disease. Theranostics. 2023 Jan 1;13(1):197-230. doi: 10.7150/thno.79535. PMID: 36593969; PMCID: PMC9800733.]
阿尔茨海默病(AD)是最常见的进行性、遗忘性和致命性的神经退行性疾病,严重威胁老年人的健康,并造成严重的经济和社会负担。AD的致病因素很复杂,但主要与衰老相关。衰老的主要标志包括基因组不稳定性、端粒磨损、表观遗传变化和蛋白质稳态失衡,这些因素在衰老过程中起着主导作用。尽管AD与衰老过程密切相关,但衰老在AD发病机制中的作用尚不清楚。
基因组不稳定性在AD中的作用:DNA损伤是导致多种表型衰老的核心因素,而神经元DNA损伤在AD不同脑区的差异取决于神经元内在的抗氧化和DNA损伤修复能力。研究表明,随着年龄增长,神经元对氧化应激更加敏感,从而产生更多DNA损伤,通过对已发表的文献分析,作者揭示了AD中表观遗传标志异常与相关酶、转录因子和蛋白质稳态失衡相互作用的可能机制。特别强调了氧化应激诱导的DNA甲基化、DNA甲基化介导的组蛋白修饰和蛋白质稳态在AD发病机制中的重要性。
端粒磨损在AD中的作用:端粒在染色体末端形成一种特殊的结构以保护基因组的完整性,对神经细胞的存活非常重要。端粒随着年龄增长而缩短。神经干细胞受到衰老的影响,而端粒缩短可能导致认知障碍和精神障碍。此外,端粒在染色体的末端,对氧化应激更敏感,更易受到损伤。因此,随着年龄的增长,自由基压力升高可能导致端粒磨损,加剧相关的基因组不稳定性。
蛋白质稳态失衡在AD中的作用:蛋白质是生物体的重要组成部分,参与所有生理功能。随着生物体的衰老,蛋白质组和基因组一样,很容易被破坏。基因组不稳定和蛋白质平衡丧失密切相关,DNA损伤可能会降低蛋白质的表达。在AD的早期和晚期,在额叶皮层和海马体中观察到蛋白质合成机制的改变。此外,由于AD大脑中的基因组不稳定性,与许多其他生物过程相关的蛋白质也异常下调。
本研究揭示了AD中表观遗传标志异常与相关酶、转录因子和蛋白质稳态失衡相互作用的可能机制。此外,作者特别强调氧化应激诱导的DNA甲基化、以及DNA甲基化介导的组蛋白修饰和蛋白质稳态在AD发病机制中的重要性。
摘要图
怀济森 教授
新乡医学院第二附属医院
曾任德国美因茨大学医院分子医学课题组长,德国国家研究基金重点资助项目两项主持人。在武汉大学博士后期间,曾获法国梅里埃奖章和瑞典皇家研究基金。怀济森博士领导的课题组目前主要从事肌萎缩侧索硬化症以及阿尔茨海默症机理的研究和前期药物开发。截止目前已在包括PNAS、Dev Cell、EMBO Mol Med以及CDD在内的核心期刊发表论文多篇。目前任Frontier in Neurology和Current Alzheimer Research客座编辑,Biochimie和The International Journal of Molecular Science特邀审稿人。

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