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Nature:“治愈”衰老新办法:手动删除老化细胞

标签:细胞 小鼠 寿命
摘要 : 科学家通过删除缺陷细胞延长了小鼠的寿命。

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人口老龄化是当今社会面临的最大挑战之一。现在,可以活到高龄的人比以往任何时候都要多,但是我们目前还没有办法让他们保持健康并具备独立生活能力。如果存在一种治疗方法能将衰老导致的疾病和死亡率降低20%,那么从现在到2050年,单是美国就能节省4万亿美元的医疗费用——足够在未来30年为地球上每个人提供干净的饮用水。

最近发表在《自然》(Nature)的一项里程碑式的新研究,让我们看到了让这样的治疗方法成为现实的希望。通过删除“衰老的”细胞(随着我们衰老而不断积累的功能失调细胞,这些细胞会导致组织损伤),研究人员成功地将小鼠的寿命延长了25%。关键是,这些小鼠寿命变长的原因是它们变得更健康了。

衰老与疾病

除非你特别勤于思考、异常的消息灵通,或者你是个生物老年病学家(老化生物学领域的专家),否则你所知道的一切关于衰老过程和疾病(比如癌症或动脉粥样硬化)之间关系的知识都可能是错的。

我们一直都知道身边的人会变老、生病,最终死亡。但是几乎没人会停下来去想一想这到底是怎么发生的。诸如皱纹这样的“自然改变”和会致我们于死地的“疾病”之间的关系是什么?

古罗马时期的希腊医生和哲学家盖伦(Aelius Galen,大约公元121-169年)为我们对衰老的理解设立了基本的概念框架。他把疾病定义为一种异常的功能。他解释道,因为衰老是一个普遍存在的现象,所以它不能被定义为一种疾病。尽管关于这个定义的论述在后来有所变化,但是这些变化都指向同样的结论。如果衰老在每个人身上都会发生,但是疾病只出现在一部分人群中,那么疾病和衰老就不是同义的。我们应该治愈前者而耐受后者,或者按照某些传统观念,庆祝后者。

但是,提出这些主张的人对引起衰老或者疾病的机制并没有什么有意义的见解。直到20世纪80年代,研究人员才开始真正了解衰老的生物学机理。其中一个假说认为,“衰老”细胞的累积可能是衰老的驱动力。

在生命过程中,分裂的细胞群里逐渐产生了衰老细胞。细胞分裂是受到限制的,这是一种抗癌机制,因此,在经历了不同程度的复制后,细胞会停止分裂并进入衰老状态。

细胞一旦进入衰老状态,就会产生一系列的炎症分子并经历其他一些会导致组织受损的变化。这些变化提醒了人体免疫系统,使其意识到衰老细胞的存在,并清除它们。不幸的是,随着免疫系统自身的衰老,清除功能衰退了,因此组织中衰老细胞的数量增加,最终导致衰老。

最终的证据呢?

一个漂亮的理论,但是其实大多数支持这个理论的基础研究都是在组织培养皿的非自然环境中进行的。因此,很多研究人员都对现有的结论表示怀疑,并要求提供真正的证据。

一项最新的研究正好提供了这样的证据。研究人员通过基因工程改造小鼠,这样它们的衰老细胞在用小分子处理后就能经历程序性细胞死亡。用这种方式删除衰老细胞的结果很显著,小鼠的平均寿命延长了25%。这个效果与另外两个已知能延长小鼠健康寿命的实验室干预结果相似,那两个研究组的实验手段分别是饮食限制和服用药物雷帕霉素。

动物实验显示小鼠的一些器官系统的退化情况减轻了、癌症的发展延迟了,并且删除衰老细胞不会产生副作用。文章的作者有理由既兴奋又谦虚地指出该研究的前景,他们认为删除衰老细胞最终能延长健康人的寿命。

有两个方法能实现这个目标,并且已经有研究组在进行这方面的研究。第一种方法是找出能杀死衰老细胞的药物,第二种方法是研发能阻断衰老细胞功能的药物。两种方法都很有前景,但也许两者结合起来最有成功的希望。然而,从实验室到临床应用的路还很长。尽管现在三苯氧胺在乳腺癌治疗方面已经家喻户晓,但是它最早是在1962年合成的,并且直到1972年才被发现有疗效。

也许最重要的是,对衰老细胞的研究阐明了衰老与年龄相关疾病之间的差别,长期以来对二者的认识一直采用一种错误的二分法。皮肤里的衰老细胞导致皱纹的产生,这是一种“自然变化”;而导致心血管疾病就是一种“年龄相关的疾病”了。

哺乳动物拥有的不是专门的“衰老”和“疾病”机制,而是关键的健康维持机制,一旦这些机制失效,问题就来了。了解这些健康维持机制有望催生出种类多样的预防治疗手段,这些预防措施将使我们活得更好且有望活得更久。

原文链接:

Naturally occurring p16Ink4a-positive cells shorten healthy lifespan

原文摘要:

Cellular senescence, a stress-induced irreversible growth arrest often characterized by expression of p16Ink4a (encoded by the Ink4a/Arf locus, also known as Cdkn2a) and a distinctive secretory phenotype, prevents the proliferation of preneoplastic cells and has beneficial roles in tissue remodelling during embryogenesis and wound healing. Senescent cells accumulate in various tissues and organs over time, and have been speculated to have a role in ageing. To explore the physiological relevance and consequences of naturally occurring senescent cells, here we use a previously established transgene, INK-ATTAC, to induce apoptosis in p16Ink4a-expressing cells of wild-type mice by injection of AP20187 twice a week starting at one year of age. We show that compared to vehicle alone, AP20187 treatment extended median lifespan in both male and female mice of two distinct genetic backgrounds. The clearance of p16Ink4a-positive cells delayed tumorigenesis and attenuated age-related deterioration of several organs without apparent side effects, including kidney, heart and fat, wher clearance preserved the functionality of glomeruli, cardio-protective KATP channels and adipocytes, respectively. Thus, p16Ink4a-positive cells that accumulate during adulthood negatively influence lifespan and promote age-dependent changes in several organs, and their therapeutic removal may be an attractive approach to extend healthy lifespan.

来源: Nature 浏览次数:0

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