Cell：减缓细胞衰老的方法

邓文龙

Cell：减缓细胞衰老的方法


2010-11-23 9:15:16


Cell：减缓细胞衰老的方法


来自美国威斯康辛州大学遗传学与医学遗传学系，日本东京大学等处的研究人员发现了一种可以防止细胞衰老的关键酶，这有利于解释许多导致人类衰老的现象，也可以帮助研究人员开发抗衰老的药物。这一研究成果公布在Cell杂志上。

领导这一研究的是威斯康辛州大学John M. Denu和Tomas A. Prolla，其中后者Tomas A. Prolla从事基因抗衰老研究多年，致力于解析营养素，热量限制与老化之间的关联，并且发表了多篇文章，比如在Science杂志上曾在恒河猴上通过基因调控控制衰老的速度。

早在20世纪30年代，美国科学家Mckay就发现，限制大鼠喂食可延长其寿命。后续研究表明，这种寿命延长作用与食物成分无关，而与食物中的卡路里（热量）含量有关，因此这种现象被称为“卡路里限制”或“饮食限制”。

之后麻省理工学院Lenny Guarente及其同事用酵母菌进行衰老研究，他们发现酵母菌中的Sir2基因有重要的调节衰老作用，不仅如此，Sir2还能被卡路里限制激活，从而介导卡路里限制的抗衰老作用。高等生物有7个与Sir2类似的Sirtuin基因（Sirt1-7），其中Sirt1、Sirt6和Sirt7的蛋白产物存在于细胞核内，Sirt2编码的蛋白通常在细胞质内，而Sirt3、Sirt4和Sirt5的产物则位于线粒体内。Sir2及其相关蛋白具有烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）依赖性组蛋白去乙酰基转移酶活性。

最新的这篇文章中，研究人员发现了另外一种Sirtuin基因：Sirt3表达的酶的重要作用，这也是首次获得了明确的证据证实Sirtuin在哺乳动物中的抗衰老作用。研究人员发现这种酶能对线粒体产生了影响——在低卡路里条件下，Sirt3酶水平增高，通过影响线粒体改变了新陈代谢，并减少了氧自由基生成。我们都知道自由基会伤害细胞，加速老化，导致皮肤变粗、变皱、下垂，关节也会愈来愈僵硬。因此研究人员认为Sirt3是一种重要的抗衰老元素。

一些活动，比如抽烟，吃煎炸类食物，细菌感染，压力过大都会产生过量自由基，多吃富含抗氧化物质的绿色叶菜类、全麦面包等则可中和自由基，减少自由基的伤害。

另外各种Sirtuin家族成员都具有重要的代谢调控功能，比如Sirt1通过修饰底物PGC-1α、FOXO1、转录信号转导子与激活因子（STAT）3及CREB调节的转录共激活子（CRTC）2调控肝脏葡萄糖的产生，还能通过肝脏X受体（LXR）调节胆固醇及脂肪代谢平衡，此外，Sirt1还能通过激活磷酸腺苷激活的蛋白激酶（AMPK）来调控肝脏功能。

Sirtuin基因表达及活性受到饮食摄入、环境温度、昼夜节律和氧化应激等影响。此外，Sirtuin可以去除多种底物蛋白的乙酰化基团，从而调节其底物蛋白的功能。仅Sirt1底物蛋白至今已被发现多于40个，包括肿瘤抑制基因p53、叉头转录因子（FOXO）、核因子（NF）κB和共激活因子1α（PGC-1α）。