近日,《自然·医学》(Nature Medicine)在线发表了美国阿肯色医科大学(University of Arkansas for Medical Sciences, UAMS)药学院周道洪课题组与中国医学科学放射医学研究所等合作单位的论文,题为“Clearance of senescent cells by ABT263 rejuvenates aged hematopoietic stem cells in mice”。该研究首次报道一种广谱药物ABT-263,通过靶向作用于衰老细胞存活的关键分子,能够有效清除体外培养的衰老细胞以及动物体内的衰老细胞,从而恢复衰老小鼠的造血干细胞功能。
衰老细胞与辐射远期损伤及多种老年性疾病密切相关。细胞衰老后丧失分裂能力,本是抑制肿瘤发生发展的机制之一;但在辐射暴露远期或老年期,衰老细胞堆积会产生“毒性”,导致干细胞衰老、组织再生和修复能力下降,并诱发慢性炎症和氧化应激反应。一般认为,慢性炎症和氧化应激是辐射导致远期骨髓抑制以及老年性骨关节炎、动脉粥样硬化等疾病发生发展的关键机制,因此清除衰老细胞对这些疾病的治疗显示出良好前景。
2011年,《自然》曾发表论文提出,应用遗传方法清除早衰动物中的衰老细胞可以延迟早衰表型的出现。本研究则发现,ABT-263(最初作为抗肿瘤药物开发)经口给药后,能有效清除老年小鼠或辐射引起的造血系统早老性疾病模型中的衰老细胞,包括骨髓和肌肉中的衰老“干细胞”。清除衰老细胞可减轻辐射诱导的骨髓早老性改变,并恢复正常老年小鼠的干细胞功能。
该文通讯作者、UAMS药学院放射卫生研究室副主任周道洪教授指出:“我们的研究成果表明,组织干细胞功能的下降与辐射远期损伤和老年性病变有关,应用药物清除衰老细胞在一定程度上有益于衰老组织干细胞的功能恢复,对减轻或治疗辐射损伤以及老年性疾病具有重要意义。”他同时表示:“ABT-263作为抗肿瘤药物,有一定的毒副作用,不适合作为老年性疾病的治疗药物。我们正对ABT-263进行结构优化,研发新一代小分子化合物,以最大程度地清除衰老细胞而不产生毒副作用。”
常建辉和王营营是该研究的共同第一作者,其他作者包括来自UAMS实验室的邵立建、冯薇、罗毅、王晓燕、Nukhet Aykin-Burns、Kimberly Krager、Usha Ponnappan、Martin Hauer-Jensen;Buck老龄问题研究所的Remi-Martin Laberge、Marco Demaria、Judith Campisi;北卡罗来纳大学教堂山分校的Krishnamurthy Janakiraman、Norman E Sharpless;Gladstone心血管疾病研究所的丁盛;以及中国医学科学院放射医学研究所的孟爱民。