肾脏老化之谜:基底膜与胶原蛋白更新速度变慢,器官功能或受影响

一项小鼠研究揭示,随着年龄增长,肾脏基底膜的更新变慢,比如胶原蛋白IV的半衰期从数周延长到数年,而胶原蛋白I和III的半衰期甚至可达40倍的增长。这意味着老年肾脏的组织修复和代谢能力下降,可能导致纤维化,影响肾脏功能健康。这项发现加深了我们对慢性肾病老化机制的理解,为未来延缓肾脏衰老提供了新思路。

慢性肾病(CKD)影响全球至少10%的人口,而衰老是其关键风险因素。CKD的特征是细胞外基质堆积和功能性肾单位的丧失。然而,在生理寿命期间维持基质稳态的机制仍不清楚。本研究使用C-赖氨酸代谢标记法,量化了健康小鼠在四个时间点(8、22、52和78周)的肾脏基质蛋白周转率。我们发现,包括胶原蛋白IV、层粘连蛋白-521、巢蛋白和多配蛋白在内的基底膜成分,随着年龄增长,寿命更长,其中胶原蛋白IV的半衰期从幼年肾脏的数周延长至老年肾脏的数年,这表明基底膜更新能力下降。纤维状胶原蛋白I和III的半衰期也随年龄增长而增加,最高可达40倍,这与降解最少的情况相符。相反,胶原蛋白XV尽管丰度增加,但仍保持快速周转,表明其在组织重塑中持续发挥作用。通过肽定位指纹技术预测结构变化和蛋白水解过程,我们确定了年龄依赖性的金属蛋白酶寡聚化和巢蛋白-层粘连蛋白相互作用状态的改变。我们预测胶原蛋白VI组装结构域内存在结构变化,并且整合素结合区域的可及性降低,这表明微纤维组织和细胞表面结合发生了改变。胶原蛋白XV的NC1结构域(编码基质素restin)预测存在结构变化,表明在衰老过程中蛋白酶可及性和基质素释放发生了改变。这些发现与年龄相关性肾脏纤维化是由基质降解受损而非合成增加驱动的观点一致,其中蛋白酶可及性和改变的基质相互作用可能促成了这一重塑过程。

📎 来源:Matrix biology plus | 查看原文

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一项由韩国忠北国立大学柳东烈教授团队领衔的研究发现,AI深度学习技术通过分析人体肌肉切片,准确识别出细胞核增大是衰老肌肉的显著标志(准确率86.2%)。研究发现细胞核直径随年龄增长而显著增大(Spearman’s ρ = 0.71, p < 0.0001),且大细胞核与染色质重塑、细胞衰老、线粒体功能等衰老通路密切相关。更令人惊讶的是,儿童炎性肌病患者的肌肉也出现类似衰老的细胞核增大,这预示着抗炎可能成为对抗肌肉衰老的潜在途径。这项成果为开发新的肌肉衰老生物标志物和干预策略提供了全新方向。

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