延壽64.2%,老年用仍有效!中科院孫宇團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)超強(qiáng)衰老細(xì)胞清除劑
靶向清除衰老細(xì)胞(Senolytics)有助于延長(zhǎng)壽命,但即使是當(dāng)前該領(lǐng)域的“明星組合”——達(dá)沙替尼+槲皮素,仍然存在清除不夠精準(zhǔn),可能對(duì)正常細(xì)胞造成損傷的問題[1],以至于真正能走上臨床的“選品”仍不知何處。
來自中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所、巴克衰老研究所以及梅奧診所等多家全球頂級(jí)機(jī)構(gòu)的專家團(tuán)隊(duì)宣布,從某種葡萄籽內(nèi)提取的天然物質(zhì)PCC1,能顯著改善衰老相關(guān)分泌表型(SASP),并高效清除衰老細(xì)胞,反超先前被普遍認(rèn)可的槲皮素與漆黃素[2]。
細(xì)胞衰老與靶向清除,
不得不說的二三事
對(duì)于“我們何時(shí)開始變老”這一問題,九大衰老標(biāo)識(shí)應(yīng)時(shí)而生[3],為我們敲響了“生命警鐘”。
作為經(jīng)典的衰老標(biāo)志之一,細(xì)胞衰老備受關(guān)注,不僅在于它“雙刃劍”的定位(促衰老與抗癌作用),更是因其具備典型特征,可借助藥物進(jìn)行靶向調(diào)控[4, 5]。
直譯為“摧毀衰老”的Senolytics,是一大類通過干擾SCs(衰老細(xì)胞)信號(hào)通路,暫時(shí)性“停牌”抗凋亡通路,從而選擇性清除衰老細(xì)胞的藥物[6]。2015年,第一款Senolytics,達(dá)沙替尼,被著名學(xué)者Kirkland發(fā)掘,隨后,槲皮素、漆黃素等更多Senolytics接連被發(fā)現(xiàn)[7],并陸續(xù)進(jìn)入臨床前或臨床研究[8]。
每一塊硬幣都有兩面,Senolytics也并非“純良溫潤(rùn)、人畜無害”,長(zhǎng)期使用副作用不容小覷:貧血、血小板和中性粒細(xì)胞減少等[9]。即使間歇性給藥能很大程度避免上述副作用,但療效受限,加之仍存在細(xì)胞毒性[7],還是限制了當(dāng)下多數(shù)Senolytics的實(shí)際應(yīng)用。
尋找副作用更小、靶向清除能力更強(qiáng)的Senolytics,是全球衰老研究領(lǐng)域共同追尋的目標(biāo)。同時(shí),例如隨機(jī)高通量藥物庫(kù)篩選,更多前沿的藥物篩查手段也紛紛入局,助力加速潛在對(duì)象“破土而出”。
降低衰老相關(guān)分泌表型、
清除衰老細(xì)胞的秘密,
原來就藏在葡萄里!
在對(duì)多達(dá)45種植物來源的藥物庫(kù)開展大規(guī)模篩選后,來源于一類葡萄籽提取物(GSE)脫穎而出,得到研究人員的關(guān)注。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,僅需較低濃度,GSE便可顯著降低SASP(衰老相關(guān)分泌表型),抑制NF-κB促炎信號(hào)通路表達(dá),全面調(diào)整了衰老細(xì)胞的代謝過程。
圖注:多種藥物篩選后,GSE脫穎而出,
在調(diào)控衰老細(xì)胞多條通路上出類拔萃
這群細(xì)胞因衰老“棒喝”而高度表達(dá)的多種蛋白質(zhì),一旦遇上GSE,便不約而同集體下調(diào)。而這些蛋白質(zhì)也并非等閑之輩,實(shí)為包括信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞間通訊、能量調(diào)節(jié)、細(xì)胞代謝和炎癥反應(yīng)在內(nèi),眾多生物過程的參與者。
圖注:特定較低濃度GSE處理后,
衰老細(xì)胞內(nèi)多種生物過程關(guān)聯(lián)蛋白表達(dá)水平顯著下調(diào)
當(dāng)一定范圍內(nèi)繼續(xù)增加GSE濃度,體外條件下,GSE又表現(xiàn)出選擇性殺死衰老細(xì)胞的奇效,且效果相當(dāng)不錯(cuò),甚至一定程度上還反超了Senolytics家族中的“王牌選手”槲皮素與漆黃素(即非瑟酮),登頂折桂。
相反,對(duì)于具有干細(xì)胞特性的正常人體細(xì)胞,GSE不僅沒有“半點(diǎn)惡意”,還能明顯恢復(fù)其因外界壓力損傷丟失的增殖能力。
圖注:高濃度下GSE選擇性消除衰老細(xì)胞的能力增加,
且不會(huì)對(duì)正常細(xì)胞造成損害
直擊衰老的天然抗衰成分,
它是幕后功臣
對(duì)于天然提取物,“打通最后一公里”,找到關(guān)鍵的核心成分,展開精準(zhǔn)探究,對(duì)其最終能否應(yīng)用于臨床,意義重大。
一直以來,存在于GSE內(nèi)一種黃酮類物質(zhì)PC(原花青素),被認(rèn)為具有減少氧化損傷、抑制炎癥、誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡等多種功能[10-12]。而在本次研究的GSE內(nèi),一種名為PCC1的物質(zhì)也被大量檢出。
接下來,科學(xué)問題似乎變成了“PCC1能否堪當(dāng)一個(gè)優(yōu)秀的Senolytics物質(zhì)”。實(shí)踐出真知,在單獨(dú)使用PCC1后,無論是殺傷衰老細(xì)胞的威力,還是對(duì)具備干細(xì)胞特征的正常細(xì)胞影響,都呈現(xiàn)出與GSE添加后的相同規(guī)律。原來PCC1才是“埋名”GSE中真正的寶藏。
圖注:PCC1作為靶向衰老細(xì)胞的天然清除劑,
潛力巨大
并且,當(dāng)研究人員利用PCC1同時(shí)處理多種正常干細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)即使細(xì)胞種類大不相同,但只要是衰老的細(xì)胞,PCC1定然“一視同仁”,統(tǒng)統(tǒng)將其清除干凈。
圖注:對(duì)于不同種類細(xì)胞,
PCC1清除衰老細(xì)胞的能力一樣好
不干擾正常細(xì)胞增殖,只是選擇性清除衰老細(xì)胞,在于PCC1對(duì)BCL2(B細(xì)胞淋巴瘤2)抗凋亡蛋白家族的識(shí)別與調(diào)控。
作為一種調(diào)節(jié)蛋白,BCL2在癌細(xì)胞或衰老細(xì)胞中過量表達(dá),促使細(xì)胞對(duì)凋亡刺激產(chǎn)生抗性[13]。而PCC1可通過上調(diào)NOXA與PUMA兩種典型調(diào)節(jié)蛋白水平[14, 15],并同時(shí)調(diào)控蛋白酶Caspase3活性[16],通過細(xì)胞凋亡途徑裂解衰老細(xì)胞。而線粒體功能障礙(如膜電位升高)與ROS大量生成也證實(shí)了這點(diǎn)。
圖注:PCC1通過參與促凋亡途徑誘導(dǎo)衰老細(xì)胞凋亡
聯(lián)合化療大力抑制腫瘤發(fā)展,
可延長(zhǎng)衰老小鼠健康壽命64.2%!
借助體外細(xì)胞試驗(yàn),PCC1搖身一變,成了新一代天然Senolytics優(yōu)選,但若真正應(yīng)用于生物體內(nèi),它還能無往不勝嗎?
答案得到了肯定。研究人員利用模型小鼠探究腫瘤化療藥物與PCC1的關(guān)聯(lián),發(fā)現(xiàn)當(dāng)PCC1單獨(dú)使用時(shí),對(duì)腫瘤細(xì)胞無功無過:沒啥效果,維持原狀。
但當(dāng)PCC1與化療藥物“齊頭并進(jìn)”時(shí),好戲才真正開場(chǎng):在PCC1的“通力協(xié)作”下,化療藥對(duì)腫瘤的殺傷力大增,與單獨(dú)用藥相比,腫瘤體積縮小了約55.2%!可以說,有了PCC1,化療藥如虎添翼,戰(zhàn)場(chǎng)殺敵得心應(yīng)手。
而這一切正由于“礙事”的衰老細(xì)胞被大掃除,腫瘤微環(huán)境得到改善,不僅大幅降低了衰老細(xì)胞對(duì)腫瘤的促進(jìn)[17],也避免源自衰老細(xì)胞的SASP長(zhǎng)期干擾導(dǎo)致的藥物抗性[18, 19]。
從小鼠生存期來看,相比單獨(dú)使用化療藥物,化療藥與PCC1聯(lián)用至少延長(zhǎng)生存48.1%,且小鼠最終收獲了健康,成功存活。
圖注:PCC1靶向腫瘤組織的衰老細(xì)胞,
降低腫瘤抗藥性,幫助化療藥更好發(fā)揮作用
最后不得不提,試驗(yàn)全程中,小鼠的尿素、肌酐、肝酶、體重及免疫功能等指標(biāo)均未受到任何影響,PCC1僅僅是增強(qiáng)了化療藥物的腫瘤治療反應(yīng),不存在任何其他細(xì)胞毒性,其安全性被充分證實(shí)。
此外,當(dāng)正常老年小鼠被外源注射PCC1后,包括最大步速、握力在內(nèi),多項(xiàng)外在表現(xiàn)得到大改善。即使遭受了重大外界壓力(如強(qiáng)幅射)影響,PCC1也能讓其機(jī)體指標(biāo)恢復(fù)至先前的良好狀況。
圖注:PCC1改善了小鼠因強(qiáng)幅射誘導(dǎo)的外在表現(xiàn)下降
從細(xì)胞層面改善,到外在指標(biāo)全盤維穩(wěn),因此,即使在老年小鼠遲暮之時(shí)(24個(gè)月開始,相當(dāng)于人75歲)為其注射PCC1,也能起到延長(zhǎng)中位壽命64.2%的逆天效果!PCC1身體力行告訴我們:抗衰延壽從不晚,當(dāng)下就是最好的時(shí)刻。
圖注:PCC1極大延長(zhǎng)了正常衰老小鼠的中位壽命(左)和總壽命(右)
本周末(12.9-12.10)第四屆衰老干預(yù)論壇,孫宇研究員將應(yīng)邀出席,分享衰老研究最新進(jìn)展。此外,論壇將有30余位國(guó)內(nèi)外衰老領(lǐng)域重磅學(xué)者蒞臨。
—— TIMEPIE ——
號(hào)外??千人”長(zhǎng)壽盛會(huì)“【倒計(jì)時(shí)2天】!30+全球抗衰專家將于12月9日-10日空降上海,演講主題涵蓋最新衰老干預(yù)進(jìn)展、行業(yè)動(dòng)態(tài)、前沿技術(shù)等,來線下面對(duì)面對(duì)話學(xué)者大咖。
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