19、Science：中国科学家在干细胞衰老研究领域取得巨大进展
中国科学院生物物理所 刘光慧
北京大学 汤富酬
Salk研究所 Juan Carlos Izpisua Belmonte等
DOI：10.1126/science.aaa1356
研究人员提出了“组织干细胞的加速衰老（耗竭）可能是人类早衰症的病因”的假设。基于这一假说，研究人员通过基因组靶向编辑技术使得人间充质干细胞（MSC）中的WRN基因发生纯合缺失突变，在实验室“制造”出人类早衰症特异的MSC。这些早衰症MSC不仅表现出生长速度减慢、DNA损伤反应加剧和分泌大量炎性因子等衰老指征，而且表现出内层核膜蛋白以及核周异染色质的加速缺失。通过对组蛋白共价修饰、DNA甲基化、以及RNA转录本进行全基因组扫描，研究人员发现早衰症干细胞的异染色质发生了显着的结构退行性变化，主要表现为着丝粒和端粒附近的H3K9me3“山脉”（mountains）的缺失。进一步研究发现，WRN蛋白同异染色质蛋白SUV39H1和HP1？共存于一个蛋白复合物中，该复合物具有维持异染色质和核纤层的稳定性以及阻止MSC衰老的作用。WRN的缺失导致异染色质结合蛋白的减少以及着丝粒卫星DNA的转录，进而诱发细胞衰老。通过比较健康老年人和年轻人体内分离的MSC，也可见WRN水平的下调以及核膜蛋白和异染色质结构的异常，提示异染色质的重塑可能是正常细胞衰老的驱动力之一。最后，研究发现过量表达HP1？能抑制早衰症细胞的加速衰老，因而为未来干预人类干细胞的衰老提供了可能的分子靶标。
此项研究不仅首次揭示了WRN蛋白在表观遗传调控方面的全新功能，而且第一次确立了染色质高级结构的改变在驱动人类细胞衰老中发挥的核心作用。这些新型发现为在表观遗传水平实现延缓或逆转细胞衰老奠定了理论基础。
