来源：BioWorld
撰文|Leon
责编|雪月越来越多的研究表明，代谢相关的信号通路在衰老相关疾病中有重要作用。例如，减慢细胞质中的核糖体翻译和新蛋白的生成，可以延长动物模型的寿命。核糖体的大小亚基、rRNA、翻译起始因子eIFs（eukaryoticinitiation factors）和延伸因子eEFs（elongation factors）介导mRNA翻译，这个过程对于每个细胞来说都至关重要。核糖体的生物合成被认为是细胞内最耗能的过程[1]。以酵母、线虫和果蝇为模型的研究表明，通过抑制这些因子的表达来减慢蛋白质翻译可以延长寿命。线粒体也有自己的核糖体，抑制线粒体核糖体翻译速率也能延长寿命[2]。基于内共生学说，线粒体的核糖体跟细菌核糖体更像。线粒体核糖体只负责翻译13种mRNA，产生氧化磷酸化（OXPHOS）所需的几个蛋白亚基。敲低线粒体核糖体基因，或使用药物比如强力霉素（doxycycline）抑制线粒体蛋白翻译会引起线粒体的未折叠蛋白反应（unfoldedprotein response，UPR），这个过程是从线虫到哺乳动物高度保守的。已经证实的是，一种cAMP依赖型的转录因子Atf4（线虫的atf-5）参与到这个反应中。研究发现，这两条“长寿”途径是相互联系的，线粒体和胞质的核糖体翻译功能维持平衡。已有研究表明，在酵母模型中，抑制细胞质核糖体可以影响线粒体核糖体的功能，但反过来会怎么样呢？近日，荷兰阿姆斯特丹大学的Riekelt H. Houtkooper课题组在 Cell Metabolism 发表了一篇题为：A Conserved Mito-Cytosolic Translational Balance Links Two Longevity Pathways 的研究论文。他们发现，当线粒体的核糖体翻译受到抑制时，细胞质的蛋白翻译也会受到抑制，这是一种从线虫到哺乳动物都普遍存在的现象。这一转录因子Atf4（线虫的atf-5）介导了的线粒体到细胞质的蛋白翻译调控调机制，能延长线虫寿命。
同时，为了适应这种改变，一些维持膜电势的蛋白和转运氧的蛋白（aat-7，dpy-19和rom-5）的翻译上调。接着，作者发现抑制线粒体核糖体会引起生长发育相关的通路受到抑制，应激反应上调。这说明线粒体核糖体与细胞质的相关通路存在相互调节，来维持细胞低能量的状态。作者鉴定了转录因子Atf4（线虫的atf-5）介导了这种线粒体到细胞质的蛋白翻译调控，最终延长了线虫的寿命。
接下来，作者用人K562细胞系和小鼠实验证实，这种线粒体到细胞质的蛋白翻译调控在哺乳动物中也存在。抑制线粒体核糖体的强力霉素（doxycycline）确实能够引起细胞质线粒体的翻译受阻，并且导致转录因子ATF4上调，说明这种ATF4/atf-5介导的线粒体-细胞质翻译调控在哺乳动物也是保守的。
本研究所发现的线粒体-细胞质之间的蛋白质翻译平衡将会加深我们对衰老的理解。但是，抑制线粒体翻译和激活ATF4是否可以延长小鼠和人类的寿命，仍有待进一步确定。此外，文章中的药理学干预是在无菌小鼠上进行的，可能不能完全反映野生型小鼠的情况。而且小鼠模型的研究主要关注肝脏组织，其他部位的情况还有待观察。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cmet.2020.01.011
来源：ibioworld BioWorld
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1MzMxMzcyMg==&mid=2247497350&idx=5&sn=f7dca36f87feb26c1822c8748df00211&chksm=fbf60253cc818b452a5d356e5cc14ae6f111ac3535420567c22fca466036bb2148df792fd86c&scene=27#wechat_redirect
版权声明：除非特别注明，本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道，不代表本站观点，仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有，如有侵权，请联系删除。
电话：（010）86409582
邮箱：kejie@scimall.org.cn
