Long Telomeres, the Endcaps on DNA, 不是曾经认为的青春之泉——科学家现在可能知道原因了
05/04/2023
![Long telomeres](/-/media/images/newsreleases/2023/05/newsroom-vanessa-may-2-telomeres.jpeg?h=720&iar=0&w=1280&hash=9606169093101DCC3FF9CD6B8F5FDB77)
In a study of 17 people from five families, 约翰霍普金斯大学的医学研究人员表示,他们发现,被称为端粒的超长DNA末端不能为这些人提供预期的寿命. Instead, 端粒长的人容易患上一系列良性和癌性肿瘤, as well as the age-related blood condition clonal hematopoiesis.
Reporting in the May 4 issue of The New England Journal of Medicine, 约翰霍普金斯大学的研究人员表示,克隆造血在这种长端粒群体中很常见, 而血液状况加上长端粒可能有助于突变在血细胞中停留更长时间.
“我们的发现挑战了长端粒防止衰老的观点,”他说 Mary Armanios, M.D., professor of oncology at the Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, and professor of genetic medicine, molecular biology and genetics, and pathology at the Johns Hopkins University School of Medicine. “Rather than long telomeres protecting against aging, 长端粒使随着年龄增长而产生突变的细胞更持久.”
Armanios directs the telomere center at the school of medicine. 该中心包括一个基于实验室的服务,为临床诊断提供端粒长度测试, 为端粒综合征患者提供服务的多学科诊所, and a group that conducts fundamental telomere research.
实验室培养的细胞中的长端粒已被证明可以预测细胞的寿命, but this study suggests that, in people, the longer-lived cells can cause problems, Armanios says. “端粒很长的细胞积累突变,似乎会促进肿瘤和其他类型的生长,否则这些生长将被正常的端粒缩短过程所抑制,” she says.
在约翰·霍普金斯大学为期两年的研究中,17人中有12人发现了这种肿瘤. Ranging in age from 7 to 83, 研究参与者经历了甲状腺肿大。, various types of melanoma, lymphomas, other cancer types and uterine fibroids. Some of the participants had more than one of these conditions. 在研究期间死亡的四名患者分别患有淋巴瘤、结肠癌、白血病和脑肿瘤.
研究中的所有17人都有端粒相关基因POT1突变. Normally, POT1 places a check on telomere lengthening, but its mutated form allows telomeres to be longer. 在17名研究参与者中,有13人测量了端粒长度. 他们的端粒都比普通人群长90%, and nine had telomeres longer than those in 99% of most people.
Six study participants showed signs of youthfulness. 例如,这六名70多岁的人都推迟了头发变白的时间.
除了收集研究参与者确诊的癌症诊断信息之外, the researchers looked closely at cells in their blood samples.
As people age, 在70岁以上的人中,大约有20%的人的血细胞会随着时间的推移而发生突变, says Armanios. 这些突变使血细胞具有生存优势并继续复制, making more of those cells and spreading the mutation. 血细胞的生存优势和突变——潜力不确定的克隆造血——与包括血癌和其他癌症在内的各种疾病有关.
约翰霍普金斯大学的研究人员检查了端粒较长的研究参与者和一些未受影响的家庭成员的血细胞. Then, 他们生成了一个系统发育(进化)树,以了解与克隆造血相关的突变是如何从遗传基因组进化而来的.
在12名携带POT1基因突变的研究参与者中, 8人(67%)有克隆造血相关突变——这一比例远远高于老年人的正常预期, Armanios says. In 21 of their relatives, only two had clonal hematopoiesis-related mutations, 一般老年人的预期比率是多少.
In a 66-year-old study participant’s blood, 研究人员发现,每个克隆(血细胞类型)大约有400个突变。. The participant’s younger relative, who has long telomeres and a POT1 mutation, had about 700 mutations per clone, even though the relative is 18 years younger.
另一位端粒较长且有POT1突变的研究参与者的一些细胞的端粒长度高达1,000 mutations per clone. According to the phylogenetic tree, 研究参与者的血细胞中的克隆造血突变可能在他们4岁之前就开始了, 从那时起,长端粒的长度使血细胞得以繁殖, says Armanios.
长端粒组中血细胞突变的增加可能导致他们患血癌的风险增加, say the researchers.
During the two-year study, 阿马尼奥斯和她的团队还发现,端粒较长的人比端粒长度正常的人缩短端粒的速度要慢.
阿玛尼奥斯说,她计划检测端粒长人群血液中细胞以外细胞的突变率. 她和她的团队正致力于将端粒长度测试与绘制血细胞系突变的系统发育树相结合,以评估血液健康和患白血病的风险.
研究经费由美国国立卫生研究院提供(R01CA225027), R01HL119476, F31 HG012495, P30 CA006973, K08HL163468, T32 GM136577, R35133747), the S&R and Commonwealth foundations, Godrej Industries, the Turock Family Scholars Fund, 美国血液学学会学者奖以及维拉和约瑟夫·德雷斯纳基金会.
其他参与这项研究的研究人员包括艾米丽·德博伊、迈克尔·塔西亚.D., Kristen Schratz, M.D., Stephanie Yan, Zoe Cosner, M.D., Emily McNally, Zhimin Xiang, M.B.B.S., Christopher Gocke, M.D., and Rajiv McCoy, Ph.D., from Johns Hopkins; Dustin Gable, M.D., Ph.D., from Boston Children’s Hospital; David Lombard, M.D., Ph.D., from the University of Miami; and Emmanuel Antonarakis, M.D.他曾就职于约翰霍普金斯大学,现就职于明尼苏达大学.