最近,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的生物学家们发现了一个基因,当远程激活关键器官中的这个基因时,可延缓整个身体的衰老过程。
利用果蝇,研究人员激活了称为AMPK的基因,已有研究发现,AMPK是一种存在于所有的真核细胞当中可以作为能量传感器的蛋白激酶;当细胞能量水平较低时,它被激活。
增加果蝇肠道中AMPK数量,可以使它们的寿命延长约30%——从典型的6周时间延长到大约8周,而且果蝇更健康、活的更久。
相关研究结果发表在2014年9月4日的《Cell Reports》杂志。本文资深作者、UCLA综合生物学和生理学副教授David Walker称,这些结果对于延缓人类衰老和疾病具有重要的意义。
Walker称:“我们已经表明,当激活肠道或神经系统中的AMPK基因时,我们发现,在离这些器官较远部位的那些器官系统中,衰老过程也放缓。”
Walker指出,这些研究结果很重要,因为要延长人类的健康生活,需要保护许多人体器官不受衰老的破坏——但是将抗衰老药物传递到脑部或其他关键器官,在技术上有难度。该研究表明,在一个更易接近的器官(如肠道)中激活AMPK基因,最终可能减缓整个身体的衰老过程,包括大脑。
Walker说,人类有AMPK基因,但是它通常不能在高水平被激活。他说:“我们没有研究衰老疾病——帕金森氏病、阿茨海默症、癌症、中风、心血管疾病和糖尿病等等,我们认为,也许有可能干预衰老过程和延迟这些疾病的发生。我们现在还没有做到,当然,也许还需要很多年,但那是我们的目标,我们认为这是现实的。我们的最终目标是,促进人的健康老龄化。”
黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)是研究人类衰老的一个很好模型,因为科学家们已经鉴定了所有的果蝇基因,并知道如何打开和关闭单个基因。在研究过程中,生物学家们研究了这些基因中的大约100,000个。
本文第一作者、Walker实验室的博士研究生Matthew Ulgherait进行了这项研究工作,他主要集中在称为自噬作用的细胞过程,这个过程可使细胞降解和丢弃旧的、损坏的细胞组分。通过在这些“细胞垃圾”伤害细胞之前摆脱它们,自噬就能够防御衰老,在之前已有研究证明,AMPK可激活这个过程。
Ulgherait想探讨的是,激活果蝇AMPK是否会导致自噬的发生速度高于正常水平。
Walker称:“真正有趣的发现是,当Matthew激活神经系统中的AMPK基因时,他看到,不仅大脑,而且肠道中的自噬水平也提高了。反之亦然:激活肠道中的AMPK,可提高大脑中的自噬水平——也许还有其他部位。”
Walker指出,许多神经退行性疾病,包括阿茨海默症和帕金森氏病,都与大脑中的蛋白质聚集积累有关,这是一类细胞垃圾。
他说:“Matthew超越了相关性并建立了因果关系。他表明,自噬的激活是抗衰老作用所必需的;他可以绕开AMPK,直接靶定自噬。”
Walker称,AMPK被认为是二甲双弧(metformin)的主要靶标,二甲双弧是著名的AMPK激活剂,被用来治疗2型糖尿病。
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