Dauerhaft verhaftet Wachstum der Zellen ist bekannt als die „zelluläre Seneszenz“, und die Ansammlung von alternden Zellen kann eine Ursache der Alterung in unserem Körper. Japanische Forscher haben entdeckt, dass ein bestimmtes Enzym in unserem Körper, fördert die zelluläre Seneszenz durch die Produktion von reaktiven Sauerstoff-Spezies. Medikamente, die Ziel dieses Enzym könnte möglicherweise die diesen Prozess unterdrücken und hemmen die Alterung und altersbedingten Krankheiten.
Diese Entdeckung wurde von einem Kobe University research-team unter Leitung von Professor Shinji Kamada und Research Fellow Taiki Nagano. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht am 18. Januar im Life Science-Verbund, ein neues open-access journal erstellt, die von einer Partnerschaft zwischen EMBO Press, Rockefeller University Press und Cold Spring Harbor Laboratory Press.
Gesund bleiben im Alter ist ein drängendes Problem, ganz besonders bei „super-aging“ – Gesellschaften wie Japan. Die Beziehung zwischen Altern und zelluläre Seneszenz ist noch nicht klar, aber Experimente mit der Maus-Modelle gefunden haben, die Beseitigung von alternden Zellen hemmt die Alterung und altersbedingten Krankheiten.
Vor über 80 Jahren, die D-Aminosäure-oxidase (DAO) ist ein Enzym, katalysiert die oxidative desaminierung von D-Aminosäuren. Die Forschung team-induzierten zellulären Seneszenz, die durch die Behandlung von krebsartigen Zellen mit niedrigen Konzentrationen von Anti-Krebs-Medikamente und verursacht DNA-doppelstrangbrüche. Sie entdeckten, dass die verstärkte expression von DAO ist abhängig vom Transkriptionsfaktor bekannt, wie p53, die Krebs-unterdrückende Eigenschaften. Erhöhte expression von DAO wurde bestätigt in alternden Zellen induziert durch verschiedene Methoden, zu beweisen, dass DAO spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Zell-Seneszenz.
DAO oxidiert D-Aminosäuren zu produzieren α-imino Säuren, auch die Produktion von reaktiven Sauerstoff-Spezies (ROS) als Nebenprodukt. Die Akkumulation von ROS in Verbindung gebracht wurde sowohl für Altern und zelluläre Seneszenz, also das team untersuchte die Beziehung zwischen dem DAO und der ROS bei der Entstehung von zellulärer Seneszenz.
Bei DAO war abgerissen und dessen Aktivität unterdrückt, zelluläre Seneszenz und ROS-Produktion gehemmt waren. Das team fand auch, dass ein DAO-Mutante ohne enzymatische Eigenschaften nicht fördern zelluläre Seneszenz oder produzieren ROS. In anderen Worten, DAO erleichtert die zelluläre Seneszenz durch die Produktion von ROS durch eine enzymatische Reaktion.
Die Aktivierung der zellulären Seneszenz von DAO wurde nur beobachtet, wenn die Zytostatika induzierte eine DNA-Doppel-Strang-Pause. Das team vorhergesagt, dass ein gen induziert durch DNA-Schäden, ist ein Beitrag zu diesem Prozess. Sie fanden, dass, wenn DNA beschädigt ist, durch eine Verkürzung der Telomere, die Behandlung durch Krebsmedikamente oder die Aktivierung von Krebs-Genen, Transkription induziert in DAO und p53-regulierten Gene, einschließlich der transporter SLC52A1. DAO lokalisiert ist innerhalb der Zelle peroxisome, aber Ihre Aktivität ist gering, denn es gibt keine ausreichenden Mengen an co-Enzym flavin-Adenin-dinucleotid (FAD). SLC52A1 bringt an vitamin B2, die von außerhalb der Zelle umgewandelt wird FAD in der Zelle, und wenn die FAD-Konzentration erhöht, DAO aktiviert ist. ROS, das Nebenprodukt der Reaktion, die die Zellen schädigen durch Oxidation von DNA, Proteinen und Lipiden, fördert die zelluläre Seneszenz (Abbildung 1).