第539章 别人走过的路,未必走得到尽头(修)

作品:《重生香江大富豪

“叶老师,我先向你汇报几个问题。”余小红直接道。她懒得理这种不相关的娱乐圈话题,说实话,她回家了最多听听叶华那两张专辑,很多时候她在实验室里忙得连饭都忘记吃了。

长寿自古以来就是人们最新追求的,大家都知道死亡就意味着什么都没有了,所以谁不想多活一些日子呢?余小红刚开始接触这个项目的时候,发现饮食限制能减少细胞衰老,这样就能达到延长寿命的功效。后来研究发现,限制饮食可以延缓早衰症小鼠的老化,甚至预防损伤。

损伤与细胞凋亡是衰老的分子事件。人体的细胞无时无刻不面临着遗传物质损伤的风险,很多物理、化学因素均可使细胞的遗传信息产生错误,有些损伤甚至是自发性的。当然,人们的机体也存在着一套相对完备的修复系统,可以及时的识别并修复损伤。对于一些严重的、不可逆的损伤,人体将会启动细胞凋亡程序,使遗传物质发生损伤的细胞“自杀”而死。

早衰症是一类能使机体加速老化的疾病,患者相貌似老者,各个器官功能很快衰退,因机体衰老而产生的疾病多发。其原因尚不十分明确,部分缘于细胞遗传物质修复机制的异常。异常的修复系统使过多的细胞处于遗传物质损伤的状态,由于损伤得不到及时的修复,其受损程度持续加重。机体识别这些损伤的细胞,并启动了凋亡机制,这加速了机体的衰老进程。早衰症是一类疾病的总称,如科凯恩氏综合症,又称侏儒症、视网膜萎缩和耳聋综合症,或小头、纹状体小脑钙化和白质营养不良综合症,是科凯恩氏综合征是科凯恩在1936年首次发现的。该病与遗传物质异常有关,可出现一系列加速衰老的表现。

余小红新发现剪切修复基因1缺陷的小鼠可表现出加速老化的现象。该基因缺陷使细胞较长基因的表达减少,这个现象类似于正常细胞老化时的表现,亦与部分损伤的影响相同。其他修复基因异常,如g基因缺陷的小鼠可表现出类似科凯恩氏综合症的症状。他们利用这些基因缺陷的小鼠模仿人类早衰症,并将这些小鼠分为控制进食组和自由进食组。他们的研究显示:当限制进食量的30%时,小鼠神经细胞的数量比自由进食组多50%,其他加速衰老的特征也变得不明显,剩余寿命延长了两倍。换而言之,吃的多的小鼠比吃的少的衰老的更快!进一步的研究提示,限制饮食可阻止细胞较长基因表达量的下降,减少损伤位点的数量,这可能是其作用的机制所在。

这个发现有意味着什么?饮食限制很有可能对于人类早衰症、神经退化等疾病有同样的效果。这就是说,“吃饱喝足”可能是持续受到损伤的凶手;而适当节食,每餐只吃七成饱可以延缓衰老!

在这里牵涉到叶华提到的,自噬与延长寿命的关系。在人体不受挨饿的前提情况下,适当的饮食限制被证实了可以有能力延长人类的寿命,甚至不止是人类,包括灵长类在内的二十多种动物的寿命都可以延长。那么,这是为什么呢?

重要的不是你吃了什么或者吃了多少,而是在于什么在“吃”你,或者消耗你的细胞。这里的“吃”代表的是一种基本生物学过程——自噬,一种细胞将受损、变性或衰老蛋白质以及细胞器运输到溶酶体进行消化降解的过程。他们又以微小的线虫为模型,第一次揭示与胃肠道吸收食物、嗅觉神经感应食物味道相关的自噬过程,会通过限制饮食影响衰老。

“我们发现,自噬过程存在于大脑和肠道中,负责介导胃肠道和大脑之间的交流。我们希望从这些相互作用中找到与衰老相关的过程。”余小红抬头望着叶华询问道,“除了我们理所当然的进食之外,即便是闻食物的味道,依然也会影响衰老进程。7月初,我们已发文证实,嗅觉失灵的小鼠在高脂饮食下仍然能保持苗条。小鼠嗅觉越是灵敏,高脂饮食越是容易让它们发胖。当人们在节食时,他们可能会说‘我没有吃很多的食物’之类的话。”

“其实,除了卡路里之外,食物的味道也会影响大脑和胃肠道的功能。我们推测,食物的卡路里或者组成、气味会通过限制饮食影响衰老进程。之前以果蝇为模型的研究已经证实了这一观点。当被限制饮食后,果蝇的寿命会延长。但是,当它们被允许闻食物味道(不吃)时,寿命并没有显著延长。也就是说,嗅觉障碍的果蝇,其寿命相对较长。当限制热量时,自噬过程会被激活而增强。当生病时,抑制自噬会加重病情,增强自噬则会减缓恶化。

余小红强调道:“如果想延长动物的寿命,除了限制饮食之外,还必须关注自噬过程,否则你不会看到寿命延长的效果,特别是嗅觉神经系统的自噬作用。此外,肠道中的自噬对于延长寿命也至关重要。饮食或者热量限制会在细胞水平上调节人体的新陈代谢和生理学过程。现在,我们知道自噬也是影响衰老的因素之一,特别是嗅觉神经元中的自噬。以线虫为模型的研究证实,嗅觉神经元负责感应食物的气味,从而释放神经信号,最终影响老化过程。下一步,我们将深入解析哪些蛋白质参与自噬调控衰老这一过程。我们在开发一个系统,用于寻找自噬抑制剂或激活剂,借此研发出治疗肥胖及其他疾病的方法。”

余小红是叶华重点培养的关门弟子之一,平常有课没课都会带着这个废寝忘食的好学生。对方总是会表现出一副虚心学习而耐心十足的韧劲,立志要成为一代宗师的叶华当然对她倾囊相授了。

“机体的细胞或组织的功能随着时间的流逝出现了衰退,万事万物都要经历的衰老这一种现象。衰老是许多病理、生理和心理因素综合作用的必然结果。抗衰老一直是科学家研究的热点领域。很多应激反应途径,在促进长寿方面具有关键作用,包括自噬,通过限制组织损伤和促进修复等过程减轻环境压力并延长寿命。自噬是一种保守的溶酶体降解途径,作为生命的关键调节因子,自噬受损易导致各种与年龄相关的疾病,包括神经变性疾病和关节炎。自噬指细胞自消化过程,其将细胞质材料递送至溶酶体以进行分解。存在三种主要的自噬途径:巨自噬、微自噬和分子伴侣介导的自噬,其主要区别在于细胞质材料如何被递送至溶酶体。刚才你所讲的自噬是指巨自噬,自噬体双膜囊泡隔离要降解的物质,随后与溶酶体一起将其降解。许多自噬相关蛋白,组装成复合物促进自噬体形成和成熟。我们科技大学在研发β-烟酰胺单核苷酸的时候已经开始了一些研究。”

自前年年,科技大学发现β-烟酰胺单核苷酸可将实验组寿命延长30%后,叶氏制药的β-烟酰胺单核苷酸价格就一直居高不下。直到今年,高价收购的武田药业工业凭借首款平价“长寿药”艾沐茵(核心成分β-烟酰胺单核苷酸),才迅速将其推向普罗大众。艾沐茵和补脑针上线永旺超市、家乐福超市后,立即引发富人们疯抢,短期内便获得众多好评。令外界不可思议的是,武田药业上升势头很快,仅4个月,艾沐茵系列产品销量飞涨了30倍。

值得一提的是,艾沐茵是全球第一家,也是目前唯一一家通过标准安全认证的“长寿药”产品,这无疑给其上了一道“安全阀”。“长寿药”把长寿药授权给武田等自家子公司后降价销售,业绩出现了暴涨,对于叶华来说,如今面对性价比更高、产品更安全、销售渠道更广的艾沐茵,其实赚得更多。

“叶老师,自噬与衰老相关的信号通路、自噬的受损如何导致年龄相关的疾病,以及相关的自噬诱导剂又是如何的呢?”余小红坐下后侧头看了眼她身旁叶华问道。

“自噬是由多种应激压力诱导的,包括营养剥夺、生长因子缺乏、基因毒性压力、蛋白质和细胞器受损。自噬通过清除受损的组分和维持能量和营养分子的供应来减轻这些压力。在调节自噬的多种信号传导通路中,与衰老和寿命相关的两种激酶不得不引起重视:m和。m是自噬的负调节因子,它响应来自营养素和生长因子通路的信号,以控制细胞的生长和代谢。在营养充足的条件下,m磷酸化1并阻止其与13和200(相互作用蛋白)形成复合物,从而抑制自噬。相反营养饥饿等应激压力抑制m并促进自噬。相比之下,正向调节自噬。由能量压力激活,它通过/ 比率的增加来感知。激活后,通过多种机制刺激自噬。首先,它磷酸化并激活1和e-1-34复合物,以促进自噬体诱导的早期反应。其次,通过磷酸化和抑制(m的调节相关蛋白)来抑制m。最后,模拟1-2复合物活性,其抑制m。”一边说着,叶华一边在余小红的笔记本上写写画画起来。

“这是调节自噬和寿命的信号通路。自噬过程中的不同阶段受不同的信号影响。自噬途径中的第一步是前自噬体结构的成核,其受1 / 2-13-200激酶复合物的调节。营养素和生长因子通过受体酪氨酸激酶(例如胰岛素生长因子受体)触发向下游效应物的信号传导。最终,这些信号会到达m1和上,它们协调地修饰复合物以影响其在形成中的功能。热量限制,雷帕霉素和二甲双胍通过m-轴影响信号传导以激活1/ 2并促进自噬途径中的早期步骤。随后通过e-1,14和34形成的复合物修饰以形成隔离膜,其扩张与涉及7,5,12,16和3的两种泛素样反应相关,最终将磷脂酰乙醇胺缀合到3。这一过程由调节表达的转录因子和3a控制,还通过脱乙酰酶irtuin-1和乙酰转移酶300的转录后乙酰化来控制。热量限制,白藜芦醇和亚精胺影响3缀合过程以激活自噬。3-靶向自噬体膜,对于膜扩增和内容物隔离是必需的。最后,自噬体密封,并通过自噬体-溶酶体融合将隔离的内容物递送至溶酶体。”

“自噬对维持蛋白质稳态至关重要。自噬与泛素蛋白酶体系统协作降解有毒蛋白。有丝分裂后细胞表现出受损的蛋白质稳态,进而导致与年龄相关的神经退行性疾病。在大脑神经元中,自噬受损促进了与神经退行性疾病相关的有毒蛋白质聚集体和受损细胞器的累积。阿尔茨海默病是最常见的与年龄相关的神经退行性疾病。涉及细胞外β-淀粉样蛋白斑块的沉积和细胞内含有超磷酸化tau的神经原纤维缠结。β和tau是自噬的底物,载满未消化底物的自噬结构表明中的自噬受损。跨膜蛋白中的相关突变也导致自噬过程受损。帕金森病是由多巴胺能神经元变性引起的与年龄相关的神经变性疾病。其与含有α-突触核蛋白的细胞内蛋白质聚集体增加和其他细胞扰动(包括线粒体功能障碍和失调的自噬)相关。虽然α-突触核蛋白聚集体抑制分子伴侣介导的自噬,但它们也会损害自噬体成熟和溶酶体降解。可溶性α-突触核蛋白水平的增加导致9的错误定位,并抑制自噬体形成........”

“自噬功能出现障碍导致与年龄相关的疾病。a,自噬通过降解错误折叠和聚集的蛋白质来维持蛋白质稳定。泛素化缀合系统的2活化酶和3连接酶促进蛋白质聚集体的泛素化,隔离在自噬体内并随后在溶酶体内降解。b,通过线粒体自噬清除受损的线粒体。3泛素连接酶被募集到受损的线粒体中,在那里它们促进线粒体蛋白质的泛素化。自噬货物受体识别泛素修饰的线粒体,促进它们在自噬体内的隔离和溶酶体介导的分解。线粒体损伤相关的分子也可能引发炎性细胞因子的产生。c,自噬通过促进核层的分解和降解来调节衰老。年龄相关的基因毒性应激刺激核层内的3和min 1与染色质片段一起出芽进入细胞质。细胞质染色质片段刺激先天免疫途径,并通过自噬膜捕获递送至溶酶体进行降解。在衰老期间从溶酶体释放的游离氨基酸支持合成代谢活性,包括构成的炎性细胞因子的产生。”

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“我们开发了增强自噬功能以治疗年龄相关疾病的药物。常见的就是模拟即热量限制的生化生理作用来诱导自噬的药物,即所谓的模拟物,通过靶向营养感应途径激活自噬,包括作用于m,,-1和irtuins的小分子化合物。如雷帕霉素、二甲双胍、白藜芦醇和亚精胺。虽然变构m抑制剂雷帕霉素延长了哺乳动物的寿命并改善了小鼠的神经变性和骨关节炎,但副作用(如免疫抑制和胰岛素抵抗)限制了其在抗衰老疗法的应用。这推动了更优异m抑制剂的开发,如第三代m抑制剂—aalink-1。目前被批准用于治疗糖尿病的二甲双胍也可能延缓衰老。白藜芦醇和亚精胺是营养补充剂,可延长动物寿命,改善小鼠的神经变性,代谢功能障碍和炎症。

“我就说说具有代表性的自噬诱导剂及其作用机制。例如3-模拟物,通过减轻e-1的cl-2抑制而诱导自噬,如avitocx / -263和-737。我们另外一组研究人员利用一个小分子库筛选鉴定了15种自噬诱导化合物,其选择性地靶向衰老细胞,包括多种热休克蛋白90(90)抑制剂,其抑制了原代小鼠中的老年疾病。这些发现支持使用药理学自噬诱导剂治疗与年龄相关的疾病........”

“叶老师,你说的这些我都在资料库里了解一些,我也想成为叶老师你这样的以为诺贝尔奖的教授,有没有快速点的途径?。”

“小红,诺贝尔奖哪里这么容易拿的,去我家,我再帮你补补课。”

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