Nature子刊:衰老竟可这样逆转!通过修复线粒体DNA损伤!

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导读在医疗技术日趋完善的今天,健康不再是人们唯一所追求的,养生、保养等越来越成为人们津津乐道的话题,人人都想要永葆青春,而这其中最大的敌人便是“衰老”。之前《Science》杂志有报道称衰老与线粒体DNA损伤相关,一直以来,科学家们将衰老归因于遗传及基因的损伤,却并未深思过这种损伤是否可逆。而来自阿拉巴马大

在医疗技术日趋完善的今天,健康不再是人们唯一所追求的,养生、保养等越来越成为人们津津乐道的话题,人人都想要永葆青春,而这其中最大的敌人便是“衰老”。之前《Science》杂志有报道称衰老与线粒体DNA损伤相关,一直以来,科学家们将衰老归因于遗传及基因的损伤,却并未深思过这种损伤是否可逆。而来自阿拉巴马大学伯明翰分校的Keshav Singh博士及其团队竟发现线粒体DNA的修复可以逆转与衰老相关的表现,如皮肤皱纹和脱发等,这一突破性的研究成果发表在Nature子刊《CellDeath&Disease》杂志上。

线粒体DNA随着时间的推移开始受损,细胞产生能量的能力逐步丧失,从而导致衰老。线粒体,被称为细胞的动力工厂,其产生化学能量的90%需要维持细胞的存活。

在人类中,线粒体功能障碍可以驱动与年龄相关的疾病。线粒体中DNA的消耗也涉及人线粒体疾病,心血管疾病,糖尿病,年龄相关的神经障碍和癌症。可见,线粒体功能变化与人类生命进程息息相关。

报道称,为了进一步确定线粒体DNA受损对衰老产生的影响,研究人员将抗生素、强力霉素等加入食物或饮用水中,诱导小鼠模型中的突变。在4周内,小鼠显示出白发、头发密度降低甚至脱发,运动减慢和嗜睡等症状,这些变化让人联想到自然衰老。

在诱导突变4至8周小鼠表现出了皮肤皱纹,并且女性皮肤皱纹严重程度高于男性。而停用强力霉素后,小鼠便又表现出光滑的皮肤和厚厚的皮毛,甚至与同龄的健康小鼠无法区分。

显然,通过关闭突变可以逆转这种脱发和皱纹皮肤。下面的照片显示了相同小鼠在强力霉素诱导两个月后脱发和皱纹的皮肤,并且在强力霉素停止后一个月后的相关变化。

实验前        强力霉素诱导两个月后   强力霉素停止一个月后

Singh说,“这种小鼠模型,为预防和治疗药物的开发策略提供了前所未有的发展前景,以增强线粒体功能,用于治疗与衰老相关的皮肤、头发病理学以及线粒体功能障碍作用的其他人类疾病。”

我们发现,当诱导突变时,在其他器官中观察到很小的变化,这表明与其他组织相比,线粒体在皮肤老化过程中具有重要作用。小鼠的这种皱纹皮肤表现出与内在和外在衰老相似的变化,内在衰老是衰老的自然过程,而外在衰老是受外部因素的影响。

例如过度晒太阳或长时间吸烟导致的皮肤皱纹。此外,皮肤的这种表现还显示出基质金属蛋白酶与其组织特异性抑制剂之间平衡的破坏,这两者的平衡对于维持皮肤中的胶原纤维是必要的。而胶原蛋白更是防皱防衰的关键因素。

辛格还表示,“逆转突变恢复了线粒体功能,以及皮肤和头发病理。这表明线粒体是皮肤老化和脱发的可逆调节剂,而线粒体与细胞核相互作用的表观遗传机制在恢复正常的皮肤和毛发表型中发挥着重要作用。”当然,还需要进一步的实验来确定其他器官的表型变化是否也能通过恢复线粒体DNA而逆转到野生型水平。这无疑是对人类医学发展的进一步挑战。

参考文献:

Bhupendra Singh, Trenton R. Schoeb , Prachi Bajpai , Reversing wrinkled skin and hair loss in mice by restoring mitochondrial function

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