细胞群落的双赢：合作的细胞寿命更长

当细胞与其他细胞交换代谢产物时，它们的寿命会更长。这一新发现来自柏林 Charité–Universitätsmedizin 的一个研究小组，该小组在一项使用酵母细胞的研究中发现了这一发现。这些交换直接影响细胞寿命这一事实可能在未来对人类衰老过程和与年龄相关的疾病的研究中发挥重要作用。该研究发表在最新一期的《细胞》杂志上。

新陈代谢与衰老密不可分。虽然它有助于维持重要过程、促进我们成长并触发细胞修复，但它也会产生破坏我们细胞并导致我们衰老的物质。“细胞内发生的代谢过程非常复杂，”Charité 生物化学系主任兼 Charité 医学院爱因斯坦生物化学教授 Markus Ralser 教授说。“社区中细胞之间的物质交换是一个重要因素，因为它对细胞内发生的新陈代谢有重大影响。”

细胞与邻近细胞不断接触——例如，在组织内。它们从周围环境中释放一些物质并消耗其他物质。在最近的一项研究中，由著名新陈代谢专家 Ralser 教授领导的团队研究了代谢产物(称为代谢物)的交换是否会影响细胞的寿命。

研究人员使用酵母细胞并进行实验来确定它们的寿命。酵母细胞是基础研究中的关键模型，是生物技术中的主要微生物，在医学上也很重要，因为它们可以引起真菌感染。“我们发现，当细胞彼此交换更多代谢物时，它们的寿命延长了 25% 左右，”主要作者 Clara Correia-Melo 博士说，她也在 Charité 生物化学系工作。“因此，我们显然想确定这种延长生命效应背后的物质和交换过程。”

为此，研究人员采用了一种由质谱支持的特殊分析系统，使他们能够精确追踪细胞间代谢物的交换。他们发现，仍然能够很好且经常分裂的年轻细胞释放出被年老细胞消耗的氨基酸。

氨基酸是构成蛋白质的基石。研究小组发现氨基酸甲硫氨酸的交换延长了相关细胞的寿命。甲硫氨酸存在于所有生物体中，在蛋白质合成以及许多其他细胞过程中起着关键作用。“有趣的是，正是年轻细胞的新陈代谢延长了老细胞的寿命，”拉尔瑟教授说。

社区内的细胞消耗甲硫氨酸，释放甘油。反过来，甘油的存在影响了产生蛋氨酸的细胞，使它们活得更久。甘油是构建细胞膜所必需的，并在保护细胞方面发挥作用。“这是一个双赢的局面，”Correia-Melo 博士解释说。“当细胞参与这种协作交流时，它们会延长整个社区的寿命。”

这项对酵母细胞群落的研究首次表明代谢物交换直接影响细胞的寿命和衰老过程。研究人员怀疑这也适用于其他类型的细胞，例如人体中的细胞，并打算在进一步的研究中对此进行调查。

“更好地了解细胞内和细胞间复杂的代谢途径将有助于研究糖尿病、癌症和神经退行性疾病等与年龄相关的疾病是如何发展的，”Ralser 教授说。“细胞之间的代谢产物交换在过去一直被忽视，但它显然是细胞衰老过程中非常重要的因素。我们希望我们的研究有助于使细胞之间的代谢产物交换成为未来研究的重点领域。”

Ralser 教授现在正计划研究允许甘油保护细胞并延长其寿命的精确机制。