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哈佛医学院( Harvard Medical School )的一项研究表明:运动、医学营养定制和一系列荷尔蒙 可激活细胞内建的蛋白质处理系统,增强细胞清除有缺陷、有毒或不需要的蛋白质的能力。----(该研究结果于 2 月19日 PNAS 上发表)
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该研究结果揭示了一种前所未知的新机制,可以 快速启动细胞内负责清除“垃圾蛋白”的分子机制,使得细胞能够调节其蛋白质含量,以满足新的需求和适应新环境。而这种机制由荷尔蒙水平的波动所触发。
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细胞清洁 与疾病和健康的关系
细胞蛋白质处理机制发生故障,可能会导致错误折叠蛋白质的积累,从而 阻塞细胞,干扰其功能,并且随着时间的推移,加速疾病的发展,其中包括神经退行性疾病,例如肌萎缩侧索硬化症(ALS)和阿尔茨海默症。 目前研究最为深入的细胞内清理“垃圾蛋白”的主要机制是泛素-蛋白酶体途径,它涉及到用泛素分子会给有缺陷或不再需要的蛋白质打上标签——这个过程被称为“死亡之吻”,这标志着蛋白质将要被细胞的蛋白质处理单元 26 S 蛋白酶体破坏 。 过去的研究表明,这种机制可以被药理学试剂激活,药理学试剂可以提高一种叫做 cAMP 的分子水平,cAMP 是一种细胞内的信使物质,而蛋白激酶A又依赖于 cAMP 的 。研究表示,cAMP 刺激药物可以增强对有缺陷或有毒蛋白质的破坏,尤其是可以导致神经退行性疾病的突变蛋白质。Cells
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3招 刺激细胞蛋白质处理机制
然而最新研究表明:细胞的“清洁”过程是由生理状态的变化和相应 荷尔蒙的变化持续调节 的,并不是依赖于药物。通过刺激细胞内在的质量控制能力,利用细胞的自然能力处理蛋白质,从而增强去除致病的有毒蛋白质。这其中包括3招: 1)运动 实验中,研究人员分析了四名志愿者在剧烈骑车前后大腿肌肉细胞的变化。在运动后,这些细胞的蛋白酶体显示出更多的蛋白质降解的分子标记,包括更高水平的 cAMP ,这种化学触发物可以启动级联反应,导致细胞内的蛋白质降解。 2)医学营养定制 医学营养定制对细胞的蛋白质分解机制也产生了类似的效果。 3)荷尔蒙 研究发现,胰高血糖素能够刺激蛋白酶体的活性,增强细胞处理错误折叠蛋白的能力。除了胰高血糖素之外,肾上腺素、抗利尿激素也会产生类似的效果。 而且,这些因素会快速反应,例如暴露于抗利尿激素中会在5分钟内触发肾细胞中的蛋白质降解,并在1小时内消退至暴露前的水平。 研究还表明,刺激细胞内cAMP水平的多种荷尔蒙似乎能改变细胞组成的共同机制。▼▼▼▼▼
经典概念的 新转折
即使生活中是最普通的活动,例如吃饭、睡觉、锻炼,我们体内的细胞也会每分每秒的调整着它们的组成,以应对新的需求,这一切都是为了维持正常细胞功能以及避免伤害。新的研究表明,这在这个系统中,错误折叠或不需要的蛋白质会被迅速移除,所需的新蛋白质被迅速合成。 这项新发现是基于对荷尔蒙生理效应的观察,该研究由哈佛医学院(Harvard Medical School)的医生在近一个世纪前首次提出,并在他 1932 年出版的书中优雅地阐述了这一观点。这其中有一些著名理论,其中包括定义荷尔蒙肾上腺素的作用机制的战斗或逃跑反应,这是一种关键的生存机制,会在高压力时期表现出一连串的生理变化。 肾上腺素是一种对细胞蛋白质处理机制起作用的荷尔蒙,最新研究阐明了这种荷尔蒙的作用。 百年后,新的研究再次阐明了这一意义。“我们认为,最新的研究是一个‘新古典主义发现’,它建立在近一个世纪前的发现和观察的基础上。”