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Nature:清除衰老细胞可延长小鼠寿命

时间:2016-02-17 17:17来源:生物谷等   作者:未知 阅读:

Nature:清除衰老细胞可延长小鼠寿命

在一项新的研究中,来自美国梅奥诊所的研究人员证实衰老细胞---不再发生细胞分裂且随着年龄增加而不断堆积的细胞---对健康产生负面影响,能够让正常小鼠的寿命缩短最多35%。这些结果还证实清除衰老细胞会延迟肿瘤形成、保持组织和器官功能,以及延长寿命,同时并没有观察到副作用。相关研究结果于2016年2月3日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Naturally occurring p16Ink4a-positive cells shorten healthy lifespan”。

论文通信作者、梅奥诊所生物化学与分子生物学主席Jan van Deursen博士说,“细胞衰老是遭受损伤的细胞用来阻止细胞分裂的起着紧急刹车作用的生物学机制。鉴于阻止这些细胞发生细胞分裂在预防癌症中发挥着重要作用,人们在理论上就认为一旦启动紧急刹车,这些细胞将不再是必需的。”

在这项研究中,梅约诊所研究人员利用一种转基因技术允许药物诱导衰老细胞从正常小鼠体内清除。一旦注射一种被称作AP20187的药物将衰老细胞移除,就会延迟肿瘤形成,并降低几个器官发生年龄相关性退化。接受注射的小鼠平均寿命延长了17%到35%。他们还证实这些小鼠的脂肪组织、肌肉组织和肾脏组织看起来更加健康,而且炎症下降。

免疫系统会定期清除这些衰老细胞,但是随着时间的推移也变得不那么有效。衰老细胞产生损害附近细胞和导致慢性炎症的因子,而慢性炎症与虚弱和年龄相关性疾病密切相关。

van Deursen博士认为,伴随衰老而积累的衰老细胞是非常不好的,会损害人的器官和组织,因而会缩短人的寿命,以及健康寿命(healthspan)。鉴于在小鼠体内能够清除这些细胞同时不会产生副作用,这似乎表明能够清除衰老细胞的药物或其他化合物可能有助于治疗年龄相关性残疾、疾病或症状。

论文第一作者Darren Baker博士也对这项研究对人类的潜在影响感到乐观。

Baker博士说,“清除衰老细胞的优势在于仅需清除60%~70%的衰老细胞就能够产生显著性的治疗效果。如果能够应用于临床,那么鉴于衰老细胞不能快速增值,利用一种药物高效地和快速地清除足够多的衰老细胞将对健康寿命和总寿命产生深刻影响。”(生物谷 Bioon.com) 

梅奥诊所的研究人员证实,不再能够进行细胞分裂,随年龄增长而累积的衰老细胞会对健康造成负面影响,将正常小鼠的寿命缩短35%。发表在《自然》(Nature)杂志上的研究结果证实了,清除衰老细胞可以延迟肿瘤形成,维持组织和器官的功能,延长寿命,且没有观察到任何的不良影响。

论文的资深作者、梅奥诊所生物化学与分子生物学主任Jan van Deursen博士说:“细胞衰老是损伤细胞利用来作为‘紧急刹车’阻止细胞分裂的一种生物机制。尽管让这些细胞停止分裂对于预防癌症极为重要,从理论上讲,一旦拉下这一‘紧急刹车’,就不再需要这些细胞了。”

免疫系统会经常地清扫这些衰老细胞,但随着时间的推移其效率会降低。衰老细胞生成的一些因子会损伤邻近的细胞,造成慢性炎症——这与虚弱及一些老年疾病密切相关。

梅奥诊所的研究人员利用了一种转基因使得药物能够诱导除去正常小鼠体内的衰老细胞。当给予一种叫做AP20187的化合物时,除去衰老细胞延迟了肿瘤形成,抑制了多个器官发生年龄相关的退化。治疗小鼠的平均寿命延长17-35%。它们还显示出更健康的外表,脂肪、肌肉及肾脏组织中的炎症量减少。

van Deursen博士说:“随年龄增长累积的衰老细胞很大程度上是有害的,它们会损伤你的器官和组织,由此缩短你的寿命和生命的健康期。由于你可以在不造成不良影响的情况下清除这些细胞,看起来模拟我们的研究结果或遗传模型的一些疗法,如可以清除衰老细胞的一些药物或其他化合物,将会对治疗年龄相关性残疾或疾病有用。”

论文的第一作者、梅奥诊所分子生物学家Darren Baker对这项研究对于人类的潜在意义深感乐观。

Baker博士说:“靶向衰老细胞的一个优点在于,只清除60-70%的衰老细胞就可以造成显著的治疗效应。由于衰老细胞不会快速增殖,如果可以实现成果转化,一种能够有效及快速清除足够数量衰老细胞的药物会对健康寿命和预期寿命产生重大的影响。”

早在秦始皇时期,一心追求长生不老的秦始皇就派出了徐福去蓬莱求仙问药,之后中国的历朝历代都不缺希望能延长寿命的达官贵人。但是衰老是生命的一个固有特征,也是不可避免的一个现象,没有人能绕过这一关,不过随着现代科学的发展,科学家们对于衰老的分子机理理解越来越深入,延长寿命也不再是无稽之谈了。

近日,来自普林斯顿大学的研究人员在成年线虫神经元中鉴别出了,对于年龄相关记忆认知能力下降极为重要的一些基因。这一发表在Nature杂志上的研究,有可能最终为开发出一些治疗方法来延长寿命及增进老年人群的健康指明方向。

此外,斯坦福大学医学院的研究人员绘制出了一种异常短命鱼类的基因组图谱,这为科学家们利用这一生物来研究一些基因对寿命的影响铺平了道路。

哈佛大学医学院的施扬(Cell Research)教授领导研究团队发现,删除一种去甲基化酶能延长线虫的寿命,并且这种效果可以世代延续。这一重要成果发表在Cell Research杂志上)。

  自古以来人类就不断追求长生不老,从古中国秦始皇的求仙,到西方追求青春之泉,以至于现代仍有许多人不懈的追求延缓老化,但大多徒劳无功,不过,科学家先前已经锁定身体中不再分裂、随年龄累积的衰老细胞(senescent cells)会造成组织发炎与癌症 ,可能是人体衰老的关键。

  美国著名医学中心梅奥医院(Mayo Clinic ,此处依中文官网官方译名,或译为梅约诊所)发现,除去老鼠身上的衰老细胞,最多可以延寿 35%,而宾州大学医学院研究团队则找到了衰老细胞造成发炎与致癌的关键酶,可说人类抗老研究又有新的一大进展。

  梅奥医院研究团队于 2016 年 2 月 3 日发布论文于《自然》(Nature)期刊,显示除去衰老细胞对老鼠的作用。所谓衰老细胞,是身体细胞在老化或受损时,为了避免癌化等意外,而启动紧急停止机制,中止细胞分裂,这些细胞之后就变得没有作用、无法再分裂,但留在组织中,却会产生一些毒害邻近细胞的物质,持续造成慢性发炎反应,久了甚至有可能致癌。身体的免疫系统会持续清除这些细胞,但是随着年龄增长,清除的效果越来越差,这些细胞也就越累积越多,由于这些细胞与衰老的许多现象有密切关系,因此称之为衰老细胞。

  既然衰老细胞跟许多衰老现象甚至与癌症有关,那么如果去除身体中的衰老细胞,是否就能延年益寿?梅奥医院的研究团队决定来解开这个习题,他们使用基因工程改造老鼠,让其身上的衰老细胞能受名为 AP20187 的药物消灭,对这些老鼠施以 AP20187 消除衰老细胞以后,研究团队发现,老鼠看起来更健康,全身组织如脂肪组织、肌肉、肾脏之中的发炎反应有所减少,身上许多器官与衰老有关的变化延缓,长出肿瘤的时间也延后,而这批老鼠的寿命中位数延长了 17 ~ 35%,更令人振奋的是,没有见到显著的副作用。

  排除衰老细胞没有明显副作用 

  研究团队表示,衰老细胞随着年龄累积,大体上具有坏作用,会对组织与器官产生不良影响,也因此缩短人的寿命与健康的时间,如今研究显示可以排除衰老细胞又没有明显副作用,这可能开启了抗老医疗的新希望,若是能找到方法除去人体身上的衰老细胞,将能有效对抗老化相关的疾病与障碍。此外,衰老细胞不用全部根除,因为衰老细胞不会自行分裂增加,而是随时间逐渐慢慢累积,因此只要能一口气除去 6 至 7 成,就能产生显著的效果。

  虽然发现除去衰老细胞可能是长生不老的关键,不过人类可不能像老鼠一样随便基因改造,但在还没能找到如何消灭衰老细胞以前,若能减少衰老细胞的负面作用,也可能对抗老有所帮助。无独有偶,宾州大学医学院的研究团队也于 2016 年 2 月发布论文于《基因与发展》(Genes & Development)期刊,认为他们找出衰老细胞作怪的关键。

  衰老细胞会分泌许多促进发炎的化学物质,包括细胞激素(cytokines)、生长激素、蛋白酶等,称之为衰老相关分泌物,宾州大学研究团队发现,不管是用基因工程或是以药物抑制一种关键酶 MLL1,不论在人类身上,或是在老鼠身上,都能预防细胞启动 DNA 受损时的反应,因而减少衰老相关分泌物。

  由于衰老相关分泌物造成的发炎反应,被视为是致癌的原因之一,而 MLL1 基因本身也常常是许多癌细胞中突变的基因,譬如许多成人或儿童的血液肿瘤。研究团队认为,若能抑制 MLL1,不仅能在基因表现上直接抑制癌细胞,也能减少发炎反应,预防日后的癌化,抑制 MLL1 基因对已经癌化的细胞也有作用,研究团队抑制乳癌细胞的 MLL1 基因,也成功的阻碍了发炎反应,由于发炎反应也有助于肿瘤壮大,因此抑制发炎反应能阻碍肿瘤的发展。

  宾州研究团队认为这个发现能够发展出新的抗癌疗法,不论是做为主要疗法,或是搭配其他药物做为辅助疗法。不过,或许有人会联想到这样的发现在未来也有可能应用在抗老之上。无论如何,当人类对衰老细胞的研究越来越透彻,或许终有一天,真能找到人人梦寐以求的“青春之泉”。

(责任编辑:泉水)
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