抗衰新希望！J Extracell Vesicles | 细胞凋亡囊泡能够助力DNA修复

细胞凋亡是一种高度保守的过程，在我们日常生活中的生理和病理条件下都会发生。数十亿细胞每天都经历着凋亡，产生大量的凋亡小泡(Apov)，这对维持器官和身体的动态平衡至关重要。ApoV是细胞凋亡过程中释放的一种特殊类型的胞外小泡，包括1~5μm的凋亡小体、0.1~1μm的凋亡微泡和直径小于150 nm的凋亡外体，携带着从亲本细胞遗传来的蛋白质、核酸、脂类和其他分子。

在细胞凋亡过程中，大量与核相关的成分，包括蛋白质和核酸，被包装成ApoVs，使它们有别于生理释放的细胞外囊泡。这些遗传的核材料在载脂蛋白中的作用尚未完全阐明。

DNA损伤通常发生在人体内，由各种因素引起，如紫外线辐射、X射线、γ射线、化学试剂和活性氧物种(ROS)。DNA损伤的积累会导致衰老和癌症。众所周知，细胞具有一个复杂的DNA修复系统来处理DNA损伤，但是否有凋亡代谢参与DNA修复尚不清楚。

辐射损伤被认为是一种严重的临床疾病，必须在战争中甚至在日常生活中预防，这一挑战预计在未来将变得越来越重要。然而，世界卫生组织(WHO)提供的2023年辐射和核紧急情况关键药物清单并不包括任何专门用于促进DNA损伤修复的药物。因此，迫切需要开发实用的治疗方法来修复DNA损伤。

图片来源：https://doi.org/10.1002/jev2.12428

近日，来自中国医科大学的研究者们在J Extracell Vesicles杂志上发表了题为“Apoptotic vesicles are required to repair DNA damage and suppress premature cellular senescence”的文章，该研究揭示了细胞凋亡囊泡是修复DNA损伤和抑制细胞过早衰老所必需的。

众所周知，DNA损伤会导致细胞凋亡。然而，细胞凋亡及其代谢产物是否有助于DNA修复在很大程度上是未知的。在这项研究中，研究者发现凋亡缺陷的Fas^mut和BIM^−/−小鼠表现出显著的DNA损伤和细胞过早衰老，同时16000g凋亡小泡(Apov)的数量显著减少。

静脉输注骨髓间充质干细胞来源的16,000g载脂蛋白可以挽救Fas^mut和BIM^−/−小鼠的DNA损伤和过早衰老。此外，亚致死剂量的辐射暴露导致Fas^mut小鼠出现比野生型小鼠更严重的DNA损伤、存活率下降和体重减轻，但这些都可以通过输注MSC-apov来恢复。

凋亡缺陷的Fasmut小鼠表现出过早衰老和DNA损伤的表型

图片来源：https://doi.org/10.1002/jev2.12428

从机制上讲，研究者证明了细胞凋亡可以将多种核DNA修复酶，如全长的PARP1，组装成16,000克的载脂蛋白。这些DNA修复成分通过16,000g apov直接转移到受体细胞，从而挽救DNA损伤并消除衰老细胞。

最后，研究者证明了胚胎干细胞来源的16,000g载脂蛋白具有优越的DNA修复能力，因为它含有高水平的核DNA修复酶来拯救受到致命剂量辐射的小鼠。这项研究不仅揭示了凋亡囊泡在DNA保护方面的巨大作用，更展示了干细胞衍生囊泡在对抗辐射伤害上的无限潜力。

细胞凋亡产生含有丰富DNA修复相关蛋白的apoV复合体

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综上所述，在本研究中，研究者证明ApoV数量的减少会导致显著的早衰和DNA损伤，而MSC-apov的输注可以改善这些疾病。同时，研究者首次揭示了细胞凋亡通过产生含有丰富DNA修复酶的DDR-apoV复合体来参与DNA修复。

参考文献

Zhiqing Huang et al. Apoptotic vesicles are required to repair DNA damage and suppress premature cellular senescence. J Extracell Vesicles. 2024 Apr;13(4):e12428. doi: 10.1002/jev2.12428.