第 454 期

研究發展
本院發現老化機制能延長早衰小鼠壽命2.5倍
NHRI researcher reports accumulation of the inner nuclear envelope protein Sun1 is pathogenic in progeric and dystrophic laminopathies

本院細胞與系統醫學研究所紀雅惠助研究員一項與美國國家衛生研究院蔣觀德院士及新加坡Colin Stewart博士的跨國性合作，發現位於細胞核膜上的Sun1蛋白質是造成細胞老化的關鍵因子。動物實驗證實剔除Sun1基因的早衰小鼠，壽命能夠延長2.5倍，相關的老化病理症狀也獲得延緩，結果令人振奮。這項跨國際的傑出合作成果於4月27日榮獲刊登於世界頂尖生物學雜誌Cell上。研究結果給予對抗老化的藥物研究提供了一個重要的分子標的。也給早衰病人的治療提供一線曙光。

早衰症（Hutchinson-Gilford progeria syndrome, HGPS）是一種在兒童期就會出現老化、身體逐漸衰竭的疾病。罹患早衰症的病患身體的老化過程約為正常人的8倍，症狀有提早產生皺紋、禿頭、骨質疏鬆、動脈粥狀硬化、硬皮症及心血管疾病等，平均壽齡為13歲。年紀10來歲的少女，容貌會像是年逾古稀的老婆婆。這個疾病最早是在1886年發現，但是一百多年來科學家對這種疾病的發病機制一直感到不解，無不寄望透過相關研究，找出關於正常人體老化的機制。

美國國家人類基因研究所在2003年發現早衰症是因lamin A基因突變所致，lamin A蛋白質是構成細胞核膜的主要成分之一，扮演細胞核骨架的功能，當lamin A基因突變，這些細胞核會出現不正常的皺摺現象，但是病理機制不明。如何藉由早衰症病人的細胞進行分子作用機制的探索，並找出能幫助早衰症病患延長壽命的機制，成為科學家研究老化的重要議題。

紀博士利用免疫螢光染色觀察發現，在這些具lamin A基因缺陷的病人細胞中都有較高含量的Sun1蛋白質表現，表示lamin A與Sun1之間有交互作用，當lamin A基因缺陷，失去原有功能時，Sun1蛋白質的表現就會增加。據此推測Sun1蛋白質可能是造成早衰症的原因之一。

由於早衰症病患的皮膚纖維母細胞中常可觀察到細胞核膜皺摺的現象，紀博士發現在正常人皮膚纖維母細胞大量表現Sun1蛋白質時，也會造成與早衰症細胞相似的不正常細胞核皺摺產生。她用RNAi（RNA干擾）降低Sun1蛋白質在早衰症細胞中的表現，發現細胞核膜的皺摺現象有減少的趨勢，並同時減低早衰症細胞的衰老以及減少與NURD附合體有關之異染色質的損失，充分顯示Sun1蛋白質的不正常堆積與細胞早衰有絕對的關係。

紀博士進一步與蔣觀德院士和Colin Stewart博士合作，利用lamin A的缺陷小鼠進行實驗，證實在lamin A缺陷的早衰小鼠中，Sun1的確會累積在細胞內。研究團隊進一步剔除老鼠的Sun1基因後，發現沒有Sun1基因的lamin A缺陷小鼠壽命可以延長，中位數由41天延長到104天，高達2倍半，相關的老化病理症狀也獲得延緩。

這項重大的發現是繼lamin A之後，對老化在分子機制上的又一重大發現。不僅說明Sun1在老化的過程扮演的角色，更闡述了lamin A與Sun1的交互作用在老化病理過程的關係。剔除Sun1基因後成功地延長早衰實驗動物的壽命，更讓科學家對人類壽命的延長看到嶄新的研究方向。

這一個在早衰症病人細胞與早衰小鼠的實驗都獲得證實的老化機制，提供一個對抗老化相關疾病治療藥物的重要分子標的，對人類對抗衰老與早衰病人的治療更是一線重要的曙光。
《文/圖：秘書室賴瑨萱、細胞與系統醫學研究所紀雅惠助研究員》