测量细胞内的蛋白质团块是否能成为一种了解罹患与年龄相关的疾病风险的新方法?约翰内斯古腾堡美因茨大学 (JGU) 的 Dorothee Dormann 教授和 Edward Lemke 教授(他们也是美因茨分子生物学研究所 (IMB) 的兼职主任)在《自然细胞生物学》上发表的一篇新观点文章中提出了“蛋白质聚集时钟”的概念来测量衰老和健康 状况。
随着年龄的增长，构成我们身体的 DNA 和蛋白质逐渐发生变化，导致我们的身体不再像以前那样正常运作。这反过来又使我们更容易患上与年龄相关的疾病，例如心血管疾病、癌症和阿尔茨海默病。一个重要的变化是，我们细胞中的蛋白质有时会发生错误折叠并聚集在一起形成聚集物，即所谓的淀粉样蛋白。任何蛋白质都可能发生错误折叠和聚集，但一类称为内在无序蛋白质 (IDP) 的特定蛋白质特别容易形成淀粉样蛋白。IDP 约占我们细胞中蛋白质的 30%，它们的特点是没有固定的结构。相反，它们灵活而动态，像煮熟的意大利面条一样四处晃动。
虽然分子机制存在广泛争议，并且是基础研究的一个重要方面，但科学家们知道，随着年龄的增长，IDP 形成的聚集体往往会在许多长寿细胞(如神经元或肌肉细胞)中积累。此外，它们还会导致许多与年龄有关的疾病，特别是神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病。因此，细胞中存在许多聚集体可能表明细胞的健康状况不佳，或者一个人是否可能很快患上与年龄有关的疾病。在他们最近发表的文章中，Dormann 和 Lemke 提出，IDP 聚集可以用作生物“时钟”来测量一个人的健康和年龄。
如果进一步发展成为一种灵敏的诊断测试，蛋白质聚集时钟将非常有用。首先，医生可以使用它来帮助在早期诊断与年龄相关的疾病，或识别尚未患病但随着年龄增长患病风险较高的人。这将使他们在患上严重疾病之前得到预防性治疗。其次，科学家可以用它来评估新的实验性治疗方法的效果，以减少蛋白质聚集，从而预防或延缓与年龄相关的疾病。
Dormann 表示：“实际上，我们距离常规诊断测试还很远，重要的是我们要提高对导致 IDP 聚集的基本机制的理解。”Lemke 补充道：“但是，我们希望激发人们在研究蛋白质聚集体以测量生物衰老过程方面的思考和研究。”“我们乐观地认为，未来我们将能够通过对 IDP 动力学进行更多研究并取得进一步的技术发展，克服当前读取蛋白质聚集时钟的挑战。”
虽然还有其他“时钟”可以测量衰老和健康，但大多数都是基于 DNA 等核酸。Dormann 和 Lemke 认为，基于蛋白质的生物钟将是这些现有时钟的有益补充，因为蛋白质是细胞中最丰富的分子之一，对所有细胞功能都至关重要。借助这种蛋白质聚集时钟，他们希望科学家和医生能够更进一步帮助人们健康地老去并预防与年龄相关的疾病。
Dorothee Dormann 和 Edward Lemke 的研究成果为健康老龄化中心 (CHA) 做出了贡献，该中心是一个虚拟研究中心，于 2021 年启动。CHA 汇集了美因茨各地专注于老龄化和与年龄相关的疾病的基础和临床研究科学家。他们的研究成果将用于促进健康老龄化，并寻找有助于预防或治愈与年龄相关的疾病的治疗方法。