分子机制 2026-05-24

tRNA片段:延寿密码被破解 — DIS3核糖核酸酶延缓衰老机制新发现

来源: Nature Communications  |  原始论文: Ha SG et al., Nat Commun (2026)

当我们谈论抗衰老研究时,往往聚焦于清除衰老细胞(senolytics)或重启表观遗传时钟。但最新发表在 Nature Communications 上的研究将视线引向了一个更古老、更基本的生命过程——tRNA片段(tRNA halves, tRHs)的生成。韩国科学技术院(KAIST)的研究团队发现,核糖核酸酶 DIS3 正是通过产生这些 tRNA 片段,在进化上高度保守地延缓生物体衰老。研究成果于2026年5月21日发表。

一个意外的发现:tRNA碎片不是降解产物,而是信号分子

tRNA(转运核糖核酸)是蛋白质合成机器中的关键组件。当细胞受到压力时,tRNA 会被切割成更小的片段——即 tRNA halves(tRHs)。长期以来科学界认为这些碎片只是 tRNA 分解的副产物,没有功能意义。

但 KAIST 团队在模式生物 秀丽隐杆线虫(C. elegans)中开展全基因组筛选时,意外发现了一个令人惊讶的现象:DIS-3/DIS3——一种已知的核糖核酸酶——是 tRNA 片段生成的关键驱动因子,而这些片段本身就足以延长寿命。

核心发现:DIS3 → tRH → 延缓衰老

研究团队通过遗传筛选鉴定出 DIS3/DIS3 催化的两种关键 tRNA 片段:

  • 5′-tRH-Gln:在线虫寿命延长中不可或缺的片段,是多种延寿干预(如饮食限制)的下游效应因子
  • 5′-tRH-Asp:同样由 DIS3 生成,参与延缓衰老进程

这些 tRNA 片段的作用机制出乎意料地清晰:

5′-tRH-Gln 通过结合核糖体降低蛋白质翻译速率,进而上调 SKN-1/NRF2 转录因子——这是已知的经典长寿通路。

换言之,DIS3 生成的 tRNA 碎片扮演了一种分子制动器的角色:暂时减缓蛋白质合成速率,从而激活细胞的应激防御系统,最终延长生物体寿命。

从线虫到人类:保守的长寿机制

这一发现最激动人心的部分在于其跨物种保守性。研究团队在人类细胞中验证了同样的机制:

  • 人类细胞中的 DIS3 同样催化生成 tRNA 片段
  • 人类版本的 tRNA 片段是 5′-tRH-Cys
  • 增加 DIS3 表达或补充 5′-tRH-Cys 均能通过降低蛋白质翻译速率延缓人类细胞衰老

这表明,从线虫到人类,生命体在 5 亿年的进化过程中保留了同一套 tRNA 碎片介导的长寿机制。

为什么这很重要:与其他延寿策略的对话

研究团队测试了 DIS3/tRH 通路与已知延寿干预之间的关系,发现:

  • 饮食限制(DR)延长寿命的作用高度依赖 5′-tRH-Gln 的生成——敲除 DIS3 后,饮食限制的延寿效果消失
  • tRH 通路与已知的 AMPK、mTOR 等经典衰老通路存在相互作用
  • 这一机制独立于已知的端粒维护、胰岛素/IGF-1 信号等经典延寿通路之外

科学意义与转化潜力

这项研究的意义在于:

  • 新通路:首次将 tRNA 片段生成确立为衰老调控的核心分子机制
  • 新靶点:DIS3 及其下游 tRH(5′-tRH-Gln / 5′-tRH-Cys)成为潜在的抗衰老药物靶点
  • 跨物种保守:从无脊椎动物到哺乳动物均成立,提示这是生命最古老的自我保护机制之一
  • 干预思路:通过调控 tRNA 片段生成或模拟其作用,有望开发新型延寿策略

当然,距离临床应用仍有很长的路要走——在线虫和培养细胞中有效,不等于在人体内同样安全有效。但 DIS3/tRH 通路的发现,为抗衰老研究打开了一扇全新的大门。

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