撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
心脏衰老是心血管疾病及其相关死亡的主要诱因,但其治疗选择却十分有限。
逆转座子(Retrotransposon)通过 RNA 中间体复制并将其编码序列插入新的基因组位置,对基因组完整性构成风险。在人类中,LINE-1(Long Interspersed Nuclear Element–1)是唯一活跃且具有自主逆转录转座能力的逆转座子,之前的研究显示,LINE-1 会驱动细胞衰老,但其在心脏衰老中的作用,尚不明确。
近日,中国科学院动物研究所宋默识团队(杨超凡杜恒为论文共同第一作者)在 Nature 子刊Nature Aging上发表了题为:Targeting age-related LINE-1 activation alleviates cardiac aging 的研究论文,该论文还被选为当期封面论文
随着年龄的增长,心脏中LINE-1的表达量随之增加,从而导致 cGAS- STING 通路的激活以及心脏功能障碍。而靶向抑制 LINE-1 的激活,能够延缓心脏衰老。
宋默识团队的这项研究表明,心脏中逆转座子LINE-1的过表达会导致 cGAS- STING 通路的激活以及心脏功能障碍,而通过药物抑制 LINE-1 或 STING,则能够改善老年小鼠的心脏功能。该封面图片描绘的是中国古代神话中的英雄后羿,传说中他射下了天空中十个太阳中的九个,拯救了人类免受酷热之苦。在这里,太阳代表的是 LINE-1 的异常过表达,后羿射出的箭代表的是对 LINE-1 和 STING 的药物抑制,从而抑制逆转座子驱动的炎症,改善衰老的心脏功能。
在这项最新研究中,研究团队发现,随着心脏衰老,基因组中的LINE-1 的表达水平会随之升高。LINE-1 作为一种逆转座子,其异常激活被认为是细胞衰老的一个驱动因素。
为了确认 LINE-1 是否是心脏衰老的原因而不仅仅是伴随现象,研究团队构建了心肌细胞特异性
Mov10基因敲除小鼠。Mov10 蛋白能抑制 LINE-1 活性,敲除
Mov10基因会导致 LINE-1 “失控”。结果显示,这些年轻小鼠出现了心脏功能不全和早衰迹象,直接证明了 LINE-1 激活足以引发心脏衰老
研究团队进一步揭示,LINE-1 的激活会触发cGAS-STING 信号通路。这条通路通常感知外来病毒 DNA,但其被内源的 LINE-1 DNA 激活后,会引发炎症反应,从而导致心肌细胞衰老和心脏功能障碍。
更重要的是,研究团队找到了应对策略,在细胞模型中,使用拉米夫定(3TC,一种逆转录酶抑制剂)抑制 LINE-1 的逆转录,或使用 STING 抑制剂H-151,都能有效减轻细胞衰老。在动物模型中,对于自然衰老的小鼠,使用这两种药物均能改善其心脏功能,减少心脏炎症和衰老特征。这为将该策略应用于人类提供了希望。
总的来说,这项研究首次确立了LINE-1-cGAS-STING通路是心脏衰老的一个关键驱动轴,并将LINE-1 逆转录抑制剂和STING 抑制剂推升为治疗年龄相关性心脏病的潜在新疗法,尤其是“老药新用”的拉米夫定,可能为临床治疗开辟新方向。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s43587-025-01056-0
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