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【中新网】中国科学家研究揭示灵长类动物发育和寿命调控的关键通路
  发布日期:2018-08-27  |  来源:中新网  |      

  中科院联合研究团队合影。 中科院 供图 摄

  中新网北京8月23日电 (记者 孙自法)中国科学院23日发布消息称,该院动物研究所和生物物理研究所的研究团队通过联合攻关,首次实现被认为是经典“长寿蛋白”的SIRT6在非人灵长类动物中的全身敲除,获得世界上首例特定长寿基因敲除的食蟹猴模型,并进一步研究揭示出灵长类动物发育和寿命调控的关键通路。

  中国科学家完成的这一突破性研究成果,北京时间23日凌晨获国际权威学术期刊《自然》(《Nature》)在线发表。

  专家指出,该研究首次结合非人灵长类动物模型、人类干细胞模型及基因编辑技术揭示了可调控灵长类动物出生前发育程序的关键分子开关,为研究人类出生前发育迟缓综合征提供了重要的模型体系。此外,该研究首次揭示了灵长类和啮齿类动物在衰老调节通路方面的巨大差异,为开展人类发育和衰老的机制研究,以及相关疾病的干预奠定了重要的基础。

用于研究工作的高效制备基因编辑灵长类模型。 中科院 供图

  据介绍,1999年,科学家就发现Sir2基因具有延长酿酒酵母寿命的作用,因此称其为“长寿基因”。在啮齿类动物中,Sir2的同源基因SIRT6也被认为参与了衰老及寿命的调控——过量表达SIRT6能够延长雄性小鼠的寿命,而敲除SIRT6则会使小鼠表现出脊柱弯曲、骨质疏松、肠道上皮受损、端粒缩短等加速衰老的表型,且小鼠寿命缩短至约1个月。

  由于SIRT6在功能上链接着表观遗传稳态、基因组稳定性和代谢调控,因此SIRT6被认为是经典的“长寿蛋白”,并成为人们试图延缓衰老的重要靶标。然而,迄今为止几乎所有SIRT6作为“长寿蛋白”的证据均来源于小鼠和其他低等模式生物,SIRT6能否在灵长类动物中发挥类似的功能尚不清楚。

  对此,中科院动物所和生物物理所联合团队历时3年的研究发现,与SIRT6敲除小鼠表现的加速衰老表型明显不同,SIRT6敲除的食蟹猴在出生数小时内即死亡。多项分析结果显示,SIRT6敲除的食蟹猴未见加速衰老表型,却表现出严重的全身发育迟缓。新生SIRT6敲除猴的脑、肌肉及多种其他器官组织均表现出明显的胚胎期未成熟的细胞和分子特征。

用于研究工作的高效制备基因编辑灵长类模型。 中科院 供图

  与此同时,联合团队利用人类干细胞模型开展的研究表明,SIRT6缺乏也可阻滞人类神经干细胞向神经元的分化。进一步的分子机制研究发现,SIRT6可以通过介导长链非编码核糖核酸H19印记调控区的组蛋白去乙酰化来反式抑制H19的表达,而SIRT6的缺乏则会在灵长类动物神经前体细胞中引起H19表达的异常上调,进而导致脑发育迟缓。

  据了解,这项研究工作得到了中科院“器官重建与制造”战略科技先导专项等资助支持,首都医科大学宣武医院、北京大学附属第一医院和中山大学等也参与合作。(完)


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