細胞老化の仕組みを解明(Scientists can finally answer an old question about cellular aging)

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2025-12-01 ロックフェラー大学

ロックフェラー大学の研究チームは、長年の謎であった「細胞老化を引き起こす決定的な引き金は何か」に対し、明確な答えを提示した。研究によると、細胞が加齢やストレスにより DNA損傷を受けると、その修復過程で染色体構造が乱れ、エピゲノム(遺伝子発現制御の仕組み)が恒常的に変化することが老化の主要因となる。特に、DNA断片の逸脱によって本来封印されている遺伝子領域が誤って活性化し、炎症反応や機能低下を誘発する「老化プログラム」が発動することが示された。これは、老化が単なる摩耗ではなく、可逆的制御が可能な情報システムの破綻である可能性を示す。実験では、エピゲノム修復を正常化すると老化関連の分子指標が改善し、細胞機能が若返る兆候が確認された。本成果は、老化の根本原因に切り込む治療法開発に向けた重要な基盤となる。

<関連情報>

ROSによるATMシグナル伝達の減衰は生理的酸素レベルにおける複製老化を遅らせる Attenuation of ATM signaling by ROS delays replicative senescence at physiological oxygen

Alexander J. Stuart ∙ Kaori K. Takai ∙ Railia R. Gabbasova ∙ Henry Sanford ∙ Ekaterina V. Vinogradova ∙ Titia de Lange
Molecular Cell  Published:December 1, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.11.006

細胞老化の仕組みを解明(Scientists can finally answer an old question about cellular aging)

Highlights

  • Replicative senescence is due to ATM activation at short telomeres deficient in TRF2
  • ATMi treatment of senescent cells can induce multiple cell divisions
  • Diminished ATM response to DSBs explains extended lifespan at physiologic oxygen
  • Higher ROS at low oxygen creates crosslinked ATM dimers that cannot respond to DSBs

Summary

Replicative senescence is a powerful tumor suppressor pathway that curbs proliferation of human cells when a few critically-short telomeres activate the DNA damage response (DDR). We show that ATM is the sole DDR kinase responsible for the induction and maintenance of replicative senescence and that ATM inhibition can induce normal cell divisions in senescent cells. Compared to non-physiological atmospheric (∼20%) oxygen, primary fibroblast cells grown at physiological (3%) oxygen were more tolerant to critically short telomeres, explaining their extended replicative lifespan. We show that this tolerance is due to attenuation of the ATM response to double-strand breaks (DSBs) and unprotected telomeres. Our data indicate that the reduced ATM response to DSBs at 3% oxygen is due to increased ROS, which induces disulfide crosslinked ATM dimers that do not respond to DSBs. This regulation of cellular lifespan through attenuation of ATM at physiological oxygen has implications for tumor suppression through telomere shortening.

医療・健康
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