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長壽基因或保護腦細胞 降低老化與失智症風險
〔編譯謝宜哲/綜合報導〕美國1項研究發現,APOE2基因可能保護腦細胞,減緩與年齡相關的老化及失智症風險。此研究發表在《Aging Cell》期刊上。
根據科學網站《SciTechDaily》報導,APOE基因常見的3個形式為APOE2、APOE3和APOE4,這些變異只相差2個胺基酸。APOE4被認為是晚發性阿茲海默症(通常指65歲以後)的最強遺傳風險因子,而APOE2則多次被證實與較長壽命及較低失智風險相關。
為了研究APOE在腦部老化中的直接作用,美國巴克老化研究所的研究團隊對人類的誘導多潛能幹細胞(iPSCs)實施基因工程,使它們的唯一差異為APOE基因版本。
研究團隊從這些細胞中生成抑制性GABA能神經元和興奮性谷氨酸能神經元,並比較不同APOE形式對細胞的影響。他們還分析了攜帶人類APOE2、APOE3或APOE4基因的老年小鼠海馬組織。
分析結果顯示,APOE2神經元累積的DNA損傷較少。整體與單細胞RNA定序顯示,APOE2 GABA能神經元強烈啟動DNA修復與損傷反應通路,而APOE4神經元則呈現與阿茲海默症相關的基因活性模式。直接測量證實,APOE2神經元的DNA鏈斷裂顯著較低。
APOE2神經元也對細胞衰老更具抵抗力。當暴露於輻射或化療藥物阿黴素(doxorubicin)時,APOE2興奮性神經元的衰老標記(包括p16與CRYAB)水平較低。
APOE2蛋白還可能保護APOE4神經元。向APOE4神經元添加重組APOE2蛋白可在輻射後降低DNA損傷訊號,意味著APOE2蛋白可改善APOE4神經元的DNA修復能力。
另外小鼠實驗顯示,攜帶APOE2基因的老年小鼠核仁較小(細胞健康指標),核骨架蛋白Lamin A/C水平較高,海馬體異染色質保存較好。APOE2小鼠在這些指標上都比APOE3和APOE4小鼠表現更健康。
研究團隊表示,人類多年來知道APOE2攜帶者通常壽命較長、阿茲海默症風險較低,但其保護機制一直是謎團。此研究顯示,APOE2神經元在防止與修復DNA損傷方面表現更佳,並能抵抗驅動晚年衰退的細胞老化程序。
研究人員補充,尚不清楚APOE2支持DNA修復的過程。未來研究將探討模仿APOE2的化合物或針對DNA修復的療法,是否能為APOE4攜帶者提供類似保護。
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