圖片來源:Pexels.com ● ● ● 生命個體為什么會衰老?不同生物為什么衰老的速度不同,?這是人類有思考以來不能回避的問題,。古今中外,多少至圣賢哲,,為生命的奇妙而贊嘆,;同時也為生命無奈的老去而感傷。
時光冉冉,,轉(zhuǎn)眼到了二十一世紀(jì),。我們了解了生命的遺傳基礎(chǔ),生命活動的能量來源以及多種疾病的分子機(jī)理和治療方法,,對生命的衰老也開始在基因水平有了研究,。
在衰老領(lǐng)域走在前列的是以秀麗線蟲為模式動物的研究。1993年,,谷歌Calico的研發(fā)副總裁Cynthia Kenyon發(fā)現(xiàn)一個胰島素類似蛋白的單基因突變可以大幅延長線蟲的壽命,,從而奠定了衰老的遺傳基礎(chǔ),。后續(xù)工作又發(fā)現(xiàn)生殖系統(tǒng)缺失,線粒體質(zhì)量控制加強(qiáng),,和能量攝取減少都能夠延長線蟲的壽命,。這些在線蟲中對壽命延長的結(jié)論在其他動物包括哺乳類動物很多都是保守的。
為什么以上這些功能的改變可以延緩衰老,?衰老是否開始于某個器官,?某個細(xì)胞?還是某個生化通路,?這些問題目前還不清楚,。所以,針對衰老是否可以開發(fā)出特異抗衰老的藥物,,仍然如徐福要尋找的仙山一樣飄渺,。雖然很多人根據(jù)科學(xué)文獻(xiàn)的一鱗半爪通過節(jié)食,喝紅酒(里面的白藜蘆醇)和吃二甲雙胍來試圖延緩衰老,,但是是否有效還沒有翔實(shí)的科學(xué)證據(jù),。
在今年8月15日上線的eLIFE雜志上,北京生命科學(xué)研究所王曉東實(shí)驗(yàn)室發(fā)表的最新研究在小鼠身上發(fā)現(xiàn)了控制雄性生殖系統(tǒng)衰老的信號通路,。與北京生命科學(xué)研究所張志遠(yuǎn)實(shí)驗(yàn)室一起,,他們共同開發(fā)了針對這一衰老通路的一個關(guān)鍵激酶的小分子化合物,通過長期喂含有此化合物食物的小鼠,,取得了阻斷小鼠雄性生殖系統(tǒng)衰老的效果,。當(dāng)吃正常食物的對照組小鼠基本喪失生育能力后,,吃藥的小鼠的生育能力基本保持不變,。解剖結(jié)果顯示喂藥的年長的小鼠和年輕小鼠的組織器官基本一致,雄性荷爾蒙水平得以維持,。伴隨衰老相關(guān)的癥狀如體重增加,,毛發(fā)稀疏不再出現(xiàn)。據(jù)目前所知,,這是第一個在哺乳類動物中發(fā)現(xiàn)的,,在分子、細(xì)胞,、器官和整體動物水平上完整描述的衰老通路,。
像很多科學(xué)上重要的發(fā)現(xiàn)一樣,該衰老通路的發(fā)現(xiàn)過程也充滿了偶然性,。王曉東實(shí)驗(yàn)室過去沒有專門研究過衰老,。他們二十幾年的研究一直關(guān)注細(xì)胞程序性死亡——早期多專注細(xì)胞凋亡,近來更著力于一種細(xì)胞程序性壞死過程,。他們發(fā)現(xiàn),,這種細(xì)胞死亡是由細(xì)胞膜結(jié)合激酶RIPK3和它的底物MLKL來執(zhí)行的,。RIP3在執(zhí)行由腫瘤壞死因子誘導(dǎo)的死亡過程中需要由一相似激酶RIP1來激活;激活的RIP3又通過磷酸化MLKL而使MLKL激活,;激活后的MLKL寡聚化后在細(xì)胞膜上打孔,,引起細(xì)胞死亡。在一項(xiàng)與衰老完全無關(guān)的研究中,,王曉東實(shí)驗(yàn)室的博士生孟令君同學(xué)發(fā)現(xiàn)缺失RIP3基因的雄性小鼠在達(dá)到高齡后生殖系統(tǒng)明顯衰老癥狀沒有出現(xiàn),。雖然當(dāng)時大家覺得這一現(xiàn)象很有意思,但隨后的幾年也沒有引起他們的重視,,其主要因素是如何才能找到分子機(jī)理當(dāng)時不明朗,。
這個課題在李典镕同學(xué)加入實(shí)驗(yàn)室后走上了快車道。他和孟令君以及另一位動物專家徐濤合作,,發(fā)現(xiàn)MLKL缺失的小鼠有同樣的表型,。他們還在正常衰老的老鼠睪丸生殖干細(xì)胞上檢測到了RIP3特異激活MLKL的磷酸化信號。然后他們給年輕小鼠的睪丸內(nèi)打了一針特異誘導(dǎo)RIP1/RIP3/MLKL激活的試劑,,發(fā)現(xiàn)可以引起生殖系統(tǒng)早衰,。最后他們和張志遠(yuǎn)實(shí)驗(yàn)室合作,共同開發(fā)了RIP1的抑制劑,,在小鼠生殖系統(tǒng)將要衰老的時間開始給小鼠喂藥,,結(jié)果阻斷了整個生殖系統(tǒng)的衰老。
盡管RIP3和MLKL缺失與喂RIP1抑制劑的雄小鼠能有更長的生殖能力,,但它們在進(jìn)入老年后所生下的后代與年輕雄鼠的后代比多出很多缺陷,。有著比例很高的出生前和出生后的死亡率。所以動物生殖系統(tǒng)衰老會有效的把雄鼠由年老而積累了損傷的生殖細(xì)胞(精子)從種群繁殖中剔除出去,,從而保障種群的進(jìn)化活力,。所以該程序性衰老對動物種群健康有著重要作用。
目前人類是唯一把生殖活動和生殖分開的生物,。如果該生殖衰老通路在小鼠和人之間是保守的,,那么我們可以通過阻斷該衰老通路從而保持男性生殖活力,預(yù)防如前列腺增生等由衰老所帶來的男性疾病,,將對整個人類的健康有重要作用和意義,。 |
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