摘要:2025年9月,德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所的团队在《自然》上发了篇科研成果,直接把困扰科学界好几年的难题说透了。
2025年9月,德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所的团队在《自然》上发了篇科研成果,直接把困扰科学界好几年的难题说透了。
线粒体为啥要把自己的DNA释放到细胞质里,还偏偏会引发和衰老相关的慢性炎症。
说实话,之前大家只观察到“线粒体排DNA”和“人老了容易发炎”这俩事同时出现,可中间的门道一直没摸清,这次总算有了明确答案。
他们专门培育了缺乏MGME1酶的转基因小鼠,实验下来发现,这小鼠的肾脏细胞里堆了好多“不对劲的线粒体DNA”,而且还跟着出现了明显的炎性反应。
这一下就把MGME1酶、异常DNA和炎症这三者的关系串起来了。
本来想简单看看这酶的作用,结果没想到挖出了更核心的机制,线粒体里的DNA复制时,得靠核苷酸维持平衡。
要是脱氧核糖核苷酸不够了,就会被迫用大量RNA构建块来凑数,这么一来就形成了“掺了杂质的异常DNA”。
线粒体这东西也挺有意思,它不瞎排DNA,专门挑这种“掺了杂质”的坏分子往细胞质里扔,就像个精准的“垃圾分拣员”。
这些被扔出去的坏DNA,会被细胞里的模式识别受体当成“危险信号”,一识别到就激活炎症酶,比如STING通路和inflammasome复合体,最后释放出促炎细胞因子,慢慢就引发了和衰老相关的炎症。
研究负责人托马斯·兰格说,搞懂这个机制,对找抗衰老的办法特别重要。
我倒觉得这话很实在,毕竟只有摸透了“病根”,才能想办法“治病”,总不能对着衰老和炎症瞎琢磨。
弄明白线粒体排DNA的逻辑后,再回头看线粒体本身,会发现它的定位挺特殊。
咱们常说它是细胞的“动力工厂”,靠氧化磷酸化为细胞供能,可它还有自己独立的环状DNA,而且这DNA没组蛋白保护,突变率比细胞核里的DNA高不少。
这么看,它对“DNA质量”的要求肯定更高,不然稍微出点错就影响供能,细胞活力跟着就下来了。
而MGME1酶,就是线粒体DNA质量的“校对员”。
正常情况下,它能把DNA复制时的错误片段修剪掉,保证核苷酸比例平衡,不让RNA构建块混进去。
可一旦没了这酶,异常DNA堆得就特别快,实验里那批缺酶的小鼠,异常DNA积累速度比正常小鼠快很多,而且还专门在肾脏这种代谢活跃的器官里扎堆,最后直接引发了器官级的炎症。
加拿大卡尔加里大学有个叫蒂莫西·舒特的医学遗传学家,他说这研究最关键的贡献,是发现线粒体的“非随机排出”机制。
我特别认同这个观点,毕竟要是线粒体连好DNA都往外扔,细胞早乱套了。
这种“只清坏的、留好的”的操作,明显是细胞进化出来的防御策略,既不让坏DNA在里面捣乱,又不至于引发过度炎症,算是把平衡拿捏得挺到位。
之前大家都知道,人老了容易有慢性炎症,但一直没搞明白这炎症到底是从哪开始的。
这次研究算是给出了关键答案,线粒体排“坏DNA”就是衰老炎症的重要源头。
这些坏DNA激活的炎症通路,要是长期活跃,就会慢慢损伤周围的健康组织,比如实验里小鼠的肾脏功能就跟着衰退了,这也能解释为啥有些器官老了之后功能会下降得特别明显。
哈佛大学的遗传学家大卫·辛克莱还提到,这研究也能解释为啥有些抗衰老的办法管用,比如控制热量摄入、吃某些药。
本来我对“少吃点能抗衰老”这说法半信半疑,现在看明白了,其实这些办法是帮细胞维持核苷酸平衡,还能增强MGME1酶的活性,这样一来,异常DNA的产生和排出就少了,炎症自然也会减轻。
这么看来,那些看似简单的抗衰老方法,背后其实都有扎实的分子机制在支撑,不是随便说说的。
当然,有了理论突破,大家最关心的还是能不能转化成实际的治疗手段。
现在有几个方向正在试,比如补充NAD+,也就是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,有研究说这东西能帮线粒体修复DNA,之前有实验给老年小鼠补充后,炎症因子水平确实降了不少。
还有二甲双胍,本来是用来降血糖的,现在发现它还能改善细胞的能量代谢,减少核苷酸的消耗,对减少异常DNA也有帮助。
不过这里有个关键点得注意,不能为了抗炎就完全不让线粒体排DNA。
毕竟线粒体排坏DNA是在“清理垃圾”,要是把这过程全堵死了,坏DNA堆在线粒体里,反而会破坏它的供能功能,最后可能适得其反。
毫无疑问,未来的治疗方案得精准点,只减少“过量排出”,别搞一刀切,这中间的平衡还得靠更多研究去摸索。
总的来说,这次《自然》上的研究,把“核苷酸失衡→异常DNA→线粒体排出→炎症激活”的完整链条说清楚了,不光填补了之前的科学空白,还为抗衰老和治疗年龄相关疾病找了新靶点。
现在人口老龄化越来越明显,要是以后能基于这个机制搞出靠谱的治疗方法,不管是对咱们个人保持健康,还是对整个社会应对老龄化,都是件实实在在的好事。
来源:萌萌思密达