顧名思義，早老癥是一種使患者過(guò)早老化的罕見(jiàn)疾病。早老癥患者在十多歲時(shí)就會(huì )因為老年病而夭折（心力衰竭和中風(fēng)）。

    馬里蘭大學(xué)的細胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)副教授曹侃（Kan Cao）是研究早老癥的專(zhuān)家，日前她的研究團隊取得了一項重大進(jìn)展。他們發(fā)現，一種毒性蛋白摧毀了早老癥患者動(dòng)脈的肌肉細胞，而這種動(dòng)脈受損就是患者衰竭的原因。這項研究于五月十九日發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊PNAS雜志的網(wǎng)站上。

    研究人員指出，iPS技術(shù)生成的平滑肌細胞是測試早老癥藥物的理想模型。而且對這一模型進(jìn)行研究，可以幫助人們理解正常人衰老時(shí)產(chǎn)生的心血管疾病。

    早老癥非常罕見(jiàn)，全世界只有大約一百人被確診，這些患者通常在十三歲左右就會(huì )夭折。這種疾病很難研究，因為患者人數很少，而且疾病主要影響的是內臟器官，很難進(jìn)行非侵入性的檢測。

    迄今為止，人們還不清楚是什么機制導致了早老癥患者的死亡。人們只知道，一種基因突變會(huì )使患者的細胞生成早老素Progerin。此前研究人員曾發(fā)現，老年人的細胞中也存在Progerin的累積，說(shuō)明這種蛋白也和正常衰老有關(guān)。

    在這項新研究中，早老癥的小鼠模型顯示，這種動(dòng)物的大動(dòng)脈喪失了絕大多數平滑肌細胞。許多內臟器官的壁都是由平滑肌組成的，其中也包括血管。

    研究人員通過(guò)iPS技術(shù)，將早老癥患者和正常成年人的皮膚細胞轉變?yōu)槠交〖毎Ｋ麄儼l(fā)現，兩組平滑肌細胞都能開(kāi)始增殖。但兩周之后，早老癥細胞的生長(cháng)減緩，因為細胞在增殖的同時(shí)也在死亡。研究顯示，早老癥細胞中累積了毒性的progerin，PARP-1的水平也異常低。PARP-1在細胞損傷修復中非常重要。

    Cao介紹道，細胞會(huì )持續修復自己的DNA損傷，這種修復有幾種途徑。當DNA雙鏈中有一條鏈斷裂時(shí)，細胞往往將未斷裂的鏈作為模板進(jìn)行拷貝。而PARP-1就負責感知這種斷裂并啟動(dòng)修復過(guò)程。

    但有時(shí)細胞并不采用上述路徑，而是簡(jiǎn)單的將兩條斷鏈拼接起來(lái)。如果拼接正確細胞就能正常增殖，通過(guò)有絲分裂生成兩個(gè)子細胞。但如果拼接錯誤，這些細胞就無(wú)**常分裂。

    研究人員發(fā)現，來(lái)自早老癥患者的平滑肌細胞，無(wú)法使用更為精確的修復方法。它們只能將鄰近的兩個(gè)DNA片段拼接起來(lái)，這個(gè)過(guò)程經(jīng)常出錯。

    錯誤的DNA修復使細胞不能在有絲分裂時(shí)進(jìn)行平均分配。一些細胞一直嘗試分裂，結果因此而死亡，這一現象稱(chēng)為有絲分裂災變(mitoticcatastrophe)。另一些細胞放棄了分裂，結果形成擁有兩個(gè)細胞核的細胞。

    研究人員認為，動(dòng)脈喪失了大量平滑肌組織之后非常脆弱，很容易被機械壓力（血壓）損害，所以患者很容易出現冠心病和中風(fēng)。下一步他們將繼續研究，為何早老癥細胞不能使用更好的DNA修復方式。此外，他們還將在iPS技術(shù)生成的平滑肌細胞中，測試新的早老癥藥物。