翰林大学 Lee Jaeyong 研究教授团队发现:通过增强 FOXO3a 转录因子 DNA 修复活性,可保护免受放射损伤并延长寿命
翰林大学(校长 Choi Yanghee)医学院细胞分化及衰老研究所 Lee Jaeyong 研究教授团队阐明了转录因子 FOXO3a 能够全面增强细胞的 DNA 修复活性,从而对放射线损伤产生保护作用并带来延长寿命的效果,并将这一研究结果发表在国际学术期刊《Biogerontology》(科学引文索引扩展版,影响因子 4.1,期刊引文报告前 25%)。
本次研究由翰林大学研究员 Shende Madhuri Rameshwar、生化学教室 Kim Sungchan 教授、Goezde Inci 博士、食品营养学科 Lim Soonsung 教授、Medience 株式会社代表 Park Sangjae、研究所所长 Kim Byeonghak 等共同参与。研究团队构建了在摄取四环素(tetracycline)时会过度表达转录因子 FOXO3a 的基因改造小鼠,通过该模型对 FOXO3a 的功能进行了精密分析。
研究结果显示,FOXO3a 参与清除活性氧、调控细胞凋亡(apoptosis)、激活干细胞、自噬(autophagy)等多种生理活性,并确认在衰老过程中 FOXO3a 表达减少会导致 DNA 修复活性下降。研究团队通过将带有四环素启动子(tetracycline promoter)的 FOXO3a 基因注入小鼠胚胎,在小鼠摄取抗生素四环素时实现 FOXO3a 在全身范围内过度表达,从而获得了基因改造小鼠。
尤其是通过这一模型,研究团队揭示,当 FOXO3a 过度表达时,大多数 DNA 修复通路在转录水平上被激活,包括非同源末端连接(Non-homologous end joining)、核苷酸切除修复(Nucleotide excision repair)、碱基切除修复(Base excision repair)、错配修复(Mismatch repair)、同源重组修复(Homologous recombination repair)等。
研究团队通过对该小鼠照射 10 Gy 强伽马射线(放射线)的实验评估了 FOXO3a 的功能。结果显示,未过度表达 FOXO3a 的普通小鼠在 10 日内全部死亡,小肠绒毛结构被破坏并发生细胞凋亡(apoptosis);而 FOXO3a 过度表达小鼠则存活 20 日以上,器官结构得以维持,几乎未观察到细胞凋亡。此外,FOXO3a 过度表达小鼠在无副作用的情况下,其平均寿命和最大寿命均延长了 30% 以上,从而证实 FOXO3a 有助于增强 DNA 修复活性并延长寿命。
研究教授 Lee Jaeyong 表示:“基于本次研究,我们发掘出了能够激活 FOXO3a 的新型物质,并将其投予阿尔茨海默病及癌症实验动物模型,结果证实其治疗效果十分卓越。该物质目前已进入治疗药物开发阶段,今后我们将持续推进其在延长寿命机制及老化相关疾病治疗方面的应用研究。”
另一方面,本研究得到了韩国研究财团理工科基础研究项目以及 Medience 株式会社研究经费的资助。
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