拥有健康的线粒体(细胞中产生能量的细胞器)通常预示着健康长寿,无论是在人类还是在秀丽隐杆线虫(一种常用于研究衰老的微小线虫)中。巴克衰老研究所的研究人员发现了一种新的药物样分子,可通过线粒体自噬(去除和回收受损线粒体的过程)维持线粒体健康。这种名为MIC(线粒体自噬诱导化合物)的天然化合物能延长线虫寿命、改善神经退行性疾病模型病理,并增强小鼠肌肉细胞的线粒体功能。该成果于2023年11月13日发表在《Nature Aging》上。
线粒体功能障碍与年龄相关疾病:有缺陷的线粒体自噬与多种年龄相关疾病有关,包括帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病,心力衰竭等心血管疾病,肥胖和2型糖尿病等代谢紊乱,肌肉萎缩和肌肉减少症,以及癌症进展。尽管恢复线粒体自噬的干预措施前景广阔,但目前尚无获批的人类疗法。
MIC是什么?MIC是一种香豆素,天然存在于许多植物中,尤其在肉桂中含量较高。香豆素具有抗凝血、抗菌、抗真菌、抗病毒、抗癌和抗高血糖等特性,同时也是具有神经保护作用的抗氧化剂。
线粒体自噬的新机制:研究始于帕金森病小鼠模型。资深作者Julie Andersen博士实验室的研究人员筛选了神经元细胞中的天然化合物,发现MIC能增强转录因子TFEB的活性。TFEB是自噬和溶酶体功能基因的主要调节因子。MIC通过抑制核激素受体DAF-12(线虫)/FXR(人类)的激活,进而诱导线粒体自噬并延长寿命。FXR在肝脏和肠道中维持脂质稳态,并在禁食周期中调节TFEB水平,最近发现它也存在于大脑神经元中。
大脑/肠道连接:FXR受肠道微生物组形成的胆汁盐调节。衰老影响微生物组,导致胆汁酸水平异常,阻碍线粒体自噬。因此,FXR影响神经元健康,而神经元富含线粒体,使线粒体自噬对神经退行性变至关重要。探索神经元FXR作为阿尔茨海默病治疗靶点的实验正在进行中。
MIC作为通用老年保护疗法:巴克教授Gordon Lithgow博士指出,老年科学领域缺乏足够的候选分子,而MIC在多种模型中有效且天然存在,是很好的候选者。研究第一作者Manish Chamoli博士强调,增强线粒体自噬的药物可能提供超越神经退行性变或肌肉萎缩的治疗益处。