衰老是一種不可抗拒的自然規律,是每個(gè)個(gè)體生長(cháng)發(fā)育的必經(jīng)階段,常表現為結構的退行性變化和機能的衰退。衰老可分為生理性衰老和病理性衰老,生理性衰老是指機體在成熟期后出現的生理退化過(guò)程,主要體現在各器官組織功能隨年齡增長(cháng)而發(fā)生的退行性變化;病理性衰老是因患某些疾病或受外界因素的影響,而加速衰老的過(guò)程。目前對衰老生物學(xué)機制的研究主要歸為兩大類(lèi),一是基因程序性衰老:生物體細胞內有一系列相關(guān)基因,具有控制細胞生長(cháng)、增殖、衰老和凋亡等一系列程序的功能;二是基因損傷理論:隨著(zhù)年齡的增加,細胞內出現氧化損傷的積累、基因組不穩定性以及端粒的縮短,導致基因損傷、細胞衰老,直至機體老化。有研究報道,氧化應激、端粒等對衰老的影響,以及抗氧化和延長(cháng)端粒有助于延緩細胞衰老。
生命從誕生到死亡是必然經(jīng)歷的過(guò)程.隨著(zhù)對衰老機制認知的不斷深入,對抗衰老的手段越來(lái)越多。衰老過(guò)程是不可逆的,但一些藥物可以延緩及預防衰老。大量研究表明,通過(guò)抗衰老藥物可以延緩衰老,延長(cháng)壽命,提高生命健康質(zhì)量。其中包括清除衰老細胞小分子藥物,增加自噬和減少年齡相關(guān)炎癥藥物,調控能量代謝藥物,針對異常表達的致衰老基因藥物以及天然產(chǎn)物。
清除衰老細胞的小分子藥物
細胞衰老是正常增殖的細胞在各種壓力信號刺激下產(chǎn)生的細胞周期停滯狀態(tài)。衰老細胞會(huì )對細胞凋亡產(chǎn)生抵抗,并分泌大量細胞因子,包括促炎因子、趨化因子、基質(zhì)金屬蛋白酶等。研究表明,衰老細胞參與了多種年齡相關(guān)疾病,包括骨質(zhì)疏松、動(dòng)脈粥樣硬化、2型糖尿病、肺纖維化和骨關(guān)節炎等,因此通過(guò)清除衰老細胞小分子藥物(senolytics)靶向消除衰老細胞可作為抗衰老潛在靶點(diǎn)。
1、達沙替尼+槲皮素
達沙替尼和槲皮素可以影響多種蛋白活性,對體內非衰老細胞的作用至關(guān)重要。研究證實(shí),將衰老細胞注射到“年輕”小鼠體內會(huì )導致小鼠健康和生理功能喪失,而達沙替尼(1μmol·L-1)+槲皮素(20 μmol·L-1)聯(lián)合用藥能夠清除小鼠組織中的衰老細胞,增加老年小鼠心臟射血分數和血管內皮功能,減緩被注射了衰老細胞的小鼠的心血管功能和運動(dòng)耐力惡化,并修復生理功能。另外針對達沙替尼(100 mg·d-1)+槲皮素(1 250 mg·d-1)治療特發(fā)性肺纖維化的老年人臨床試驗中,患者接受治療后活動(dòng)能力得到一定改善,步行測試、定時(shí)坐立重復以及其他測量值均顯著(zhù)提高。針對衰老細胞的干預可以減輕人類(lèi)衰老相關(guān)疾病的功能后果,與動(dòng)物試驗情況一致。
2、ABT263
研究表明,給輻射誘導的衰老小鼠或正常衰老小鼠灌胃B淋巴細胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2,BCL-2)抑制劑 ABT263 可有效減輕輻射所致造血系統過(guò)早衰老,并使正常衰老小鼠造血干細胞和心肌細胞恢復活力。BCL-2 具有抑制細胞凋亡作用,衰老細胞中 BCL-2蛋白高表達,ABT263 通過(guò)抑制BCL-2可以促進(jìn)衰老細胞凋亡。該研究表明,此類(lèi)抗衰老藥物能夠緩解小鼠生理功能障礙,也預示清除衰老細胞類(lèi)藥物有望用于延長(cháng)老年人壽命。不過(guò),靶向 BCL-2 雖然可以有效清除衰老細胞,但也會(huì )誘發(fā)血小板減少,增加出血風(fēng)險。
3、非瑟酮
除了槲皮素,另一種天然產(chǎn)物非瑟酮也被證明具有殺滅衰老細胞特性,最近的一份動(dòng)物研究發(fā)現,在小鼠晚年給予非瑟酮可以清除衰老細胞,減少與年齡相關(guān)的病理,并延長(cháng)中位壽命和最 大壽命。但與其他天然化合物一樣,非瑟酮具有多種活性靶點(diǎn),不過(guò)將其作為抗衰老藥物還需進(jìn)一步研究。
4、強心苷
強心苷類(lèi)藥物是一類(lèi) Na+/K+-ATP 酶抑制藥,主要包括地 高辛、**和哇巴因等,目前被廣泛應用于臨床心力衰竭和心律失常的治療。最近發(fā)現這類(lèi)藥物除了具有離子泵功能外,還具有信號轉導功能,參與細胞增殖、凋亡等過(guò)程,它還可以選擇性地殺死不同誘導劑導致衰老的細胞,并與其他化療藥物聯(lián)合使用抑制腫瘤異種移植生長(cháng),殺死衰老前腫瘤細胞,并減弱小鼠的一些衰老特征。強心苷類(lèi)藥物殺滅衰老細胞的機制為通過(guò)介導促凋亡 Bcl-2 家族蛋白 NOXA誘導衰老細胞發(fā)生凋亡。
增加自噬和減少年齡相關(guān)炎癥的藥物
1、雷帕霉素
雷帕霉素是一種由幾種放線(xiàn)菌產(chǎn)生的免疫抑制代謝物,為一種大環(huán)內酯類(lèi)化合物,1999年獲美國食品藥品監督管理局批準作為免疫抑制劑用于腎移植。此外,它還具有抗真菌、抗腫瘤、神經(jīng)保護和壽命延長(cháng)活性。作為臨床用藥,雷帕霉素在安全性和副作用方面已經(jīng)研究得較為清楚,因此具有很好的應用潛力。美國國立老化研究所在2003年發(fā)起了一項包含多種藥物的衰老干預項目研究,其中雷帕霉素顯示出強大的抗衰老潛力。2006年,多個(gè)研究指出雷帕霉素通過(guò)抑制雷帕霉素靶蛋白(target of rapamycin, TOR)信號轉導途徑延緩細胞衰老。TOR信號轉導途徑是細胞生長(cháng)和增殖的主要調節因子,整合生長(cháng)因子、營(yíng)養、壓力和其他因素,對多種靶點(diǎn)進(jìn)行磷酸化,并且參與細胞生長(cháng)、自噬作用、蛋白合成和降解、熱量限制等生理過(guò)程。已有研究發(fā)現,通過(guò)遺傳和藥理學(xué)手段抑制TOR活性,能夠顯著(zhù)延長(cháng)酵母、線(xiàn)蟲(chóng)、果蠅和小鼠等模式動(dòng)物的壽命。雷帕霉素的主要作用機制是通過(guò)抑制TOR信號通路延緩衰老。此外,雷帕霉素還可以通過(guò)氧化應激和熱量限制等機制延長(cháng)壽命。雷帕霉素還能夠直接激活下游靶點(diǎn)促進(jìn)自噬和溶酶體功能,發(fā)揮神經(jīng)保護和抗衰老作用。雷帕霉素及其衍生物可以預防與年齡有關(guān)的疾病,包括癌癥、動(dòng)脈粥樣硬化、肥胖癥、神經(jīng)退行性疾病和視網(wǎng)膜病變等,并能提高免疫力和新陳代謝。然而,雷帕霉素也會(huì )出現一些副作用,如高血糖、高胰島素血癥、胰島素抵抗等。這些副作用限制了雷帕霉素作為抗衰老藥物的適用性和臨床應用,需要進(jìn)行進(jìn)一步的安全性實(shí)驗,或者開(kāi)展對其衍生物的研究。
2、亞精胺
亞精胺是一種天然存在于真核細胞的多胺,在控制基因表達、凋亡和自噬中起關(guān)鍵作用。在健康人血清和尿液中發(fā)現亞精胺會(huì )隨年齡增加而逐漸下降。研究表明,通過(guò)補充亞精胺可以延長(cháng)酵母、果蠅和小鼠的壽命。在衰老酵母中,亞精胺通過(guò)抑制組蛋白乙酰轉移酶觸發(fā)組蛋白脫乙?;?,抑制氧化應激和壞死。在果蠅中,增加亞精胺可以減少胰島素樣生長(cháng)因子(insulin-like growthfactors,IGF)信號來(lái)延長(cháng)壽命。此外,亞精胺能有效抑制衰老小鼠的氧化應激。最近的一項研究發(fā)現,亞精胺通過(guò)微管相關(guān)蛋白1S(microtubule-associated protein 1S,MAP1S)介導激活自噬,阻止由化學(xué)損傷所致肝纖維化和肝細胞癌,進(jìn)一步研究發(fā)現口服亞精胺可以延長(cháng)小鼠壽命。此外,亞精胺還可以增強人體免疫力。研究發(fā)現,老年人淋巴細胞自噬水平明顯降低,導致 B 細胞免疫反應受損。給予亞精胺后可減輕這種自噬下降并改善B 細胞功能。亞精胺通過(guò)真核細胞翻譯起始因子 eIF5A 促進(jìn)自噬轉錄因子 EB(transcription factor EB,TFEB)表達,增強自噬調節,逆轉 B 細胞免疫衰老。由于亞精胺可以逆轉老年軟骨和骨關(guān)節炎軟骨中多胺合成和自噬減少,所以亞精胺在預防骨關(guān)節炎方面也很有前景。亞精胺還能改善老齡小鼠肌肉中的干細胞功能,在嚙齒類(lèi)動(dòng)物模型中具有顯著(zhù)的心臟保護和神經(jīng)保護作用。在人類(lèi)流行病學(xué)研究中,膳食攝取多胺與降低心血管和癌癥相關(guān)死亡率成正相關(guān)。亞精胺能保護線(xiàn)粒體功能,顯示抗炎特性,并依賴(lài)自噬功能防止干細胞衰老。
-未完待續-
參考文獻
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作者簡(jiǎn)介:小泥沙,食品科技工作者,現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司,從事?tīng)I養食品及功能性食品的開(kāi)發(fā)與研究。
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