科学家扭转了老鼠衰老的迹象

时间：2021-09-30 13:58:03来源：

线粒体（右侧的细胞器）与细胞核相互作用，以确保细胞健康运行。图片由Ana Gomes提供

通过施用由人体自然产生的分子，科学家们恢复了老年小鼠细胞内核与线粒体之间的通讯，从而逆转了衰老的迹象。

研究人员已经发现哺乳动物衰老的原因可能是可逆的。

这一发现的实质是一系列分子事件，这些事件使细胞内部的细胞核与线粒体之间能够进行通讯。随着通讯中断，老化加速。通过管理人体天然产生的分子，科学家们恢复了年长小鼠的通讯网络。随后的组织样本显示出与许多年轻动物相当的关键生物学特征。

哈佛大学医学院遗传学教授大卫·辛克莱尔（David Sinclair）说：“我们发现的衰老过程就像一对已婚夫妇，他们年轻时就沟通良好，但是随着时间的流逝，他们生活在近距离的环境中，沟通中断了。”在书房上。“就像一对夫妻一样，恢复沟通可以解决问题。”

这项研究是哈佛医学院，美国国立衰老研究所和澳大利亚悉尼新南威尔士大学之间的一项联合项目，辛克莱还在那里担任职务。

研究结果于12月19日发表在Cell中。

通讯故障

线粒体通常被称为细胞的“动力室”，产生化学能以执行基本的生物学功能。这些自成一体的细胞器生活在我们的细胞中，并拥有自己的小型基因组，长期以来一直被认为是衰老的关键生物学参与者。随着加班时间越来越多，许多与年龄有关的疾病（例如阿尔茨海默氏病和糖尿病）逐渐出现。

研究人员通常对衰老是否可以逆转这一观点持怀疑态度，这主要是由于流行的理论认为，与年龄有关的疾病是线粒体DNA突变的结果，而突变却不能逆转。

辛克莱和他的小组多年来一直在研究衰老的基础科学（广义上被定义为功能随着时间的推移而逐渐下降），主要研究一组称为瑟土因的基因。他实验室的先前研究表明，SIRT1这些基因之一被化合物白藜芦醇激活，该白藜芦醇存在于葡萄，红酒和某些坚果中。

红色的Sirt1蛋白环绕细胞的染色体蓝色。图片由Ana Gomes提供

辛克莱实验室的博士后科学家安娜·戈麦斯（Ana Gomes）一直在研究其中已删除该SIRT1基因的小鼠。尽管他们准确地预测了这些小鼠会显示出衰老迹象，包括线粒体功能障碍，但研究人员惊讶地发现，大多数来自细胞核的线粒体蛋白处于正常水平；仅减少了由线粒体基因组编码的那些。

戈麦斯说：“这与文献所建议的不一致。”

在Gomes和她的同事调查造成这种情况的潜在原因时，他们发现了一系列复杂的事件，这些事件始于一种叫做NAD的化学物质，最后是一个关键分子，该关键分子传递信息并协调细胞核基因组与线粒体基因组之间的活动。只要基因组之间的协调保持流动，细胞就可以保持健康。SIRT1的角色是中介，类似于保安人员。它确保了称为HIF-1的介导分子不会干扰交流。

由于尚不清楚的原因，随着年龄的增长，最初化学NAD的水平会下降。如果没有足够的NAD，SIRT1将无法保持对HIF-1的关注。HIF-1的水平升高，并开始对原本就平稳的跨基因组交流造成严重破坏。研究小组发现，随着时间的流逝，这种交流的丧失会降低细胞产生能量的能力，并且衰老和疾病的迹象会变得明显。

Gomes说：“老化过程的这一特定组成部分以前从未被描述过。”

虽然此过程的崩溃导致线粒体功能迅速下降，但其他衰老迹象则需要更长的时间才能发生。戈麦斯发现，通过施用一种内源性化合物将细胞转化为NAD，她可以修复断裂的网络并迅速恢复通讯和线粒体功能。如果在几天之内足够早地给予化合物（在突变积累过多之前），则可以逆转老化过程的某些方面。