抗衰老的解药？ HKDC1 在维持细胞年轻方面的关键作用

大阪大学的研究人员发现了一种名为 HKDC1 的蛋白质，它对于维持线粒体和溶酶体这两种细胞结构至关重要，从而防止细胞衰老。

正如健康的器官对于我们的健康至关重要一样，健康的细胞器对于正常的细胞功能也至关重要。 这些亚细胞结构在细胞内执行特定的功能，例如线粒体为细胞提供能量，溶酶体保持细胞整洁。

理解细胞器维护的突破

尽管这两种细胞器的损伤与衰老、细胞衰老和许多疾病有关，但人们对这些细胞器的调节和维护仍然知之甚少。 现在，大阪大学的研究人员发现了一种蛋白质 HKDC1，它在维持这两种细胞器方面发挥着关键作用，从而可以防止细胞衰老。

有证据表明，一种名为 TFEB 的蛋白质参与维持两种细胞器的功能，但该蛋白质的靶标尚未确定。 通过比较在特定条件下活跃的细胞的所有基因，并使用称为染色质免疫沉淀的方法，可以识别 脱氧核糖核酸 针对这些蛋白质，该团队首次证明编码 HKDC1 的基因是 TFEB 的直接目标，并且 HKDC1 在线粒体或溶酶体应激条件下上调。

概述：线粒体和溶酶体应激都会诱导 TFEB 核转位，然后导致 HKDC1 表达增加。 HKDC1 通过与 TOM70 相互作用稳定 PINK1，从而促进 PINK1/Parkin 依赖性线粒体自噬。 此外，与其相互作用的 HKDC1 和 VDAC 蛋白对于修复受损的溶酶体以及维持线粒体和溶酶体之间的通讯非常重要。 HKDC1 通过维持线粒体和溶酶体稳态来防止 DNA 损伤诱导的细胞衰老。 图片来源：2024 Cui et al.，HKDC1 是 TFEB 的靶标，对于维持线粒体和溶酶体稳态、防止细胞衰老至关重要。 与人

线粒体保护机制

保护线粒体免受损伤的一种方法是通过线粒体自噬过程，即有控制地去除受损的线粒体。 有多种线粒体自噬途径，其中最明确的途径依赖于 PINK1 和 Parkin 蛋白。

主要作者Mengying Cui 解释说：“我们观察到 HKDC1 与一种名为 TOM20 的蛋白质共定位，该蛋白质位于线粒体外膜，通过我们的实验，我们发现 HKDC1 及其与 TOM20 的相互作用对于线粒体的形成至关重要。减弱 PINK1/Parkin 依赖性线粒体自噬。”

HKDC1 在溶酶体修复中的作用

简而言之，HKDC1 是由 TFEB 引入来帮助清除线粒体废物的。 但是溶酶体呢？ 好吧，TFEB 和 KHDC1 也是这里的主要参与者。 减少细胞中的 HKDC1 已被证明会干扰溶酶体修复，表明 HKDC1 和 TFEB 有助于溶酶体从损伤中恢复。

“HKDC1 定位于线粒体，对吧？”首席研究员 Shuhei Nakamura 解释说：“嗯，这似乎对溶酶体修复过程也至关重要。”“你看，溶酶体和线粒体通过称为 VDAC 的蛋白质相互沟通。 具体来说，HKDC1负责与VDAC的交互； 这种蛋白质对于线粒体和溶酶体之间的通讯以及溶酶体修复至关重要。

潜在的治疗效果

HKDC1 的这两种不同功能在溶酶体和线粒体中发挥关键作用，通过同时维持这两种细胞器的稳定性来帮助防止细胞衰老。 由于这些细胞器的功能障碍与衰老和与年龄相关的疾病有关，这一发现为这些疾病的治疗方法开辟了新的视野。

参考文献：“HKDC1 是 TFEB 的靶标，对于维持线粒体和溶酶体稳态以及防止细胞衰老至关重要” 与人。
DOI：10.1073/pnas.2306454120

资助：日本学术振兴会、日本科学技术振兴机构、文部科学省、日本医学研究开发机构