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TUhjnbcbe - 2023/11/29 21:18:00

抗衰老是科学界始终致力于探索的话题。从健康饮食,到戒烟戒酒、规律运动,已经有许多生活方式被证实对延长寿命有益。而在分子细胞层面,科学界也发现了机体调控细胞衰亡与更新的一些机制,以及某些可以促进组织和机体修复,或逆转衰老的物质。

雷帕霉素就是其中一种物质,可以抑制TORC1的活性。TORC1是一种蛋白质化合物,可以激活细胞内的溶酶体自噬通路,后者被证实对延长寿命至关重要。对小鼠的研究表明,雷帕霉素可以延缓几种与年龄相关的疾病,如认知能力下降、自发性肿瘤、心血管疾病和免疫功能障碍。

早期试验对不同剂量雷帕霉素的抗衰作用进行了测试,但均需要长期给药。然而,长期服用雷帕霉素会带来副作用。此外,早期试验都是对老年小鼠或早衰小鼠模型进行的,科学家尚不清楚雷帕霉素能否对年轻小鼠产生抗衰老作用。科学界开始思考:短期或早期服用雷帕霉素能否带来相似的抗衰老作用?

近日发表于《自然》(Nature)子刊《自然-衰老》(NatureAging)的一项研究中,德国马克斯普朗克衰老生物学研究所(MaxPlanckInstituteforBiologyofAging)的科学家发现,对成年早期的雌性果蝇和小鼠短期给予雷帕霉素,可以延长寿命,减轻与年龄相关的肠道衰退,其效果与终身给药相同。甚至在通用雷帕霉素6个月后,抗衰老作用依然得到维持。

这是否意味着,一种短期服用、终身抗衰老的“懒人版长寿药”即将诞生?

早期服用,终身延寿

正如小鼠实验中发现的那样,在对果蝇进行的实验中,晚年时(生命第30或45天)使用雷帕霉素可以延长寿命,但效果仅限于雌性。在生命第60天时(对应人类的极端老年状态,只有约1/5的果蝇存活)使用雷帕霉素,并没有延长寿命。换句话说,治疗开始得越晚,延长寿命的效果就越差。

但研究人员发现,如果在生命早期(第1-30天)使用雷帕霉素并终身使用,抗衰老效果优于在生命第30天开始终身使用雷帕霉素。而且,如果在生命早期使用雷帕霉素,第30天后停药后,果蝇的寿命依然得到显著延长。

这说明,只要在生命早期使用雷帕霉素,无需终身给药,就可以延长寿命。甚至,研究人员说:“仅在成年后的15天使用雷帕霉素,就再现了长期治疗所达到的寿命延长。”

实验发现,使用雷帕霉素进行终身或短暂的早期治疗后,肠上皮细胞的更新率均降低,肠道中受到雷帕霉素影响的细胞一直存在到老年。此外,无论是短暂的早期治疗还是长期治疗,肠道细胞的凋亡均受到同等且显著的抑制。

研究人员将这种效应称为“雷帕霉素记忆”。他们认为,这可能是因为短期暴露于雷帕霉素导致肠道干细胞减少。肠道干细胞会使雌性果蝇体内随年龄增长而增加的细胞积极分裂,这有助于修复肠道损伤,但也与老年时期肠道发育不良有关。

“我们还发现,与中年相比,在生命早期给予雷帕霉素治疗具有最好的效果。果蝇晚年时使用雷帕霉素治疗,根本没有任何效果。因此,雷帕霉素记忆主要在成年早期被激活。”论文合著者ThomasLeech博士说。

雷帕霉素

与此前的研究一样,他们猜测,寿命延长似乎是细胞自噬增加带来的。他们将雷帕霉素诱导细胞自噬的基因敲除后,寿命和肠道功能没有任何改善。他们又通过操控基因,使肠道细胞的自噬短暂增加,则带来寿命延长和肠道完整性的持续改善,效果与长期或短期使用雷帕霉素相同。

研究人员指出,肠道中的分泌性潘氏细胞中含有溶菌酶,可以支持肠道干细胞的生长和增殖,是肠道健康的关键。雷帕霉素诱导潘氏细胞的自噬增加,带来肠道健康的持续改善、对肠道黏膜完整性的保护,以及停药6个月后肠道上皮细胞的再生。

他们在小鼠身上复制了这一实验,在小鼠三个月大时开始持续三个月的给药,与长期给药一样有效。

值得注意的是,一直没有研究表明雷帕霉素对雄性果蝇有抗衰老作用,对小鼠的抗衰老作用也存在性别差异。论文主要作者、马克斯普朗克衰老生物学研究所教授兼主任LindaPartridge说,包括性别差异在内的一些问题,如在小鼠或人类生命后期使用雷帕霉素能否实现老年保护、间歇给药是否有效,都需要进一步的研究来回答。

揭秘神奇的雷帕霉素

雷帕霉素又名西罗莫司,是一种大环内酯类物质。年代后期,科学家从复活节岛的土壤样本中分离出这一物质,并借用复活节岛的名字RapaNui,将其命名为雷帕霉素(Rapamycin)。

起初,雷帕霉素被视为一种抗真菌物质。之后,药物研发公司发现,雷帕霉素的化学结构与用于预防移植器官排异反应的免疫抑制剂他克莫司十分相似,便开始研究雷帕霉素是否也有类似的作用。年,美国药品监督管理局(FDA)批准雷帕霉素用于预防肝移植患者的器官排斥反应。现在,雷帕霉素也用于预防成年肾移植患者的排异反应。

雷帕霉素的抗癌作用也被挖掘出来。科学界发现,雷帕霉素具有抑制真核细胞生长的特性,并开始研究背后的机制。年,科学家在酵母中发现了雷帕霉素靶蛋白(TOR)。年,科学家又发现了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)。mTOR通路的活跃被证实与癌症及衰老相关疾病有关,而雷帕霉素可以抑制这一通路。目前,雷帕霉素已经被美国FDA批准用于胰腺癌、肾细胞癌等的治疗,诸多用于其他癌症治疗的研究正在进行。

此外,目前雷帕霉素在国内外临床上还被用于治疗部晚期不可切除或转移性恶性血管周围上皮样细胞瘤、淋巴管平滑肌瘤病(一种罕见的肺部疾病)、血管畸形、血管纤维瘤等,且可以作为冠状动脉支架涂层,防止心脏支架术后冠状动脉再次发生狭窄。

雷帕霉素的神奇功效,也促进了其他大环内脂类药物的研发,如用于治疗肾癌的坦西莫司,用于抑制肾移植排异和治疗乳腺癌、神经分泌瘤、结节性硬化症等的依维莫司,以及数种用于血管支架涂层、防止排异的物质。

而科学界对雷帕霉素抗衰老作用的

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