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新闻发布会上

控制细胞的应激反应有助于延缓衰老

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新闻发布(2022年10月19日)。控制细胞的应激反应有助于延缓衰老。发展心理学Psychreg.//www.mums-channel.com/manipulating-stress-response-cells-could-help-slow-down-ageing/
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新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家们发现,细胞中的应激反应在生育后年龄“启动”时,可能是减缓衰老的关键老化促进长寿。

在对一种与人类相似的蛔虫进行的实验室实验中,南洋理工大学新加坡分校的研究小组发现,与正常饮食的蠕虫相比,通过给年老的蠕虫喂食高糖饮食,开启这种应激反应,可以延长它们的寿命。

南洋理工大学的研究小组在他们的研究报告中说,这是第一次发现这种压力反应和衰老之间的联系发现发表在杂志上自然通讯。

虽然还需要进一步的研究来更深入地了解这种联系,但科学家们表示,他们的发现为开发治疗方法打开了大门,这些治疗方法可以延缓癌症、痴呆症和中风等与年龄有关的疾病的发作。

南洋理工大学生物科学学院的细胞生物学家、研究负责人、副教授纪尧姆·蒂博说:“衰老是人类各种疾病的一个关键风险因素,从糖尿病等代谢性疾病到癌症和神经退行性疾病。”从公共健康的角度来看,确定支撑衰老过程的细胞通路可以让我们更接近于开发新的治疗策略来治疗与年龄相关的疾病。

“虽然我们的研究发现,高糖饮食有助于延缓衰老,促进老年人长寿,但我们不建议老年人现在就转向高糖饮食。”这项研究确实表明,在细胞中触发某些应激反应可能会延长寿命,而用药物激活这种应激反应可能对减缓细胞衰老至关重要。”

南洋理工大学的科学家们除了展示了控制老年蠕虫的这种应激反应的效果外,还展示了同样的反应,当在喂食高糖饮食的年轻蠕虫中“关闭”时,帮助它们比正常饮食的蠕虫活得更久。

新加坡国立大学机械生物学研究所所长李荣教授作为独立专家评论说:“如果不及时治疗,代谢性疾病会对老年人造成严重后果。这项工作很有影响力,因为科学家们发现了一种被称为未折叠蛋白反应的细胞途径,它会影响高糖饮食动物的寿命。他们发现,抑制这一途径可以极大地延长这些细胞的寿命动物.因此,他们提出,针对这一途径可能会延长代谢障碍患者的寿命。”

这项研究与大学NTU2025五年战略计划的研究支柱相一致,该计划将健康和社会作为一个领域,具有重大的智力和社会影响的潜力。

细胞的应激反应是如何被激活的

当应激源(如葡萄糖过量)导致细胞中有问题的“未展开”蛋白质积聚时,细胞会产生应激反应。这种应激反应被称为未折叠蛋白反应,其作用是清除这些有问题的蛋白质,以恢复细胞内的平衡。

衰老还可能导致未折叠蛋白质的积累,这是由于细胞产生健康蛋白质的能力自然下降,从而引发同样的应激反应。

细胞中的分子机制通过“压力传感器”处理这种积聚,启动一系列分子机制将细胞从这种压力中拯救出来。如果未折叠蛋白的过载没有解决,延长的未折叠蛋白反应反而会诱导细胞死亡。

老年蠕虫的未折叠蛋白反应导致更健康的衰老

为了研究未折叠蛋白反应如何影响动物寿命,科学家们在成年蛔虫(秀丽隐杆线虫)使用葡萄糖。而秀丽隐杆线虫在解剖学上比人类简单得多,它依赖于许多与人类相同的基因来控制细胞分裂,并编程有缺陷的细胞死亡。

科学家们在两个不同的生命阶段给一些蠕虫喂食高糖饮食:年轻时,即成年之初(第一天),以及繁殖后的年龄(第5天),此时蠕虫已经衰老,不再具有生育能力。对照组的蠕虫全程喂食正常食物。

科学家们发现,给予高糖饮食的老年蠕虫能活24天——几乎是给予相同饮食的年轻蠕虫寿命(13天)的两倍。正常饮食的蠕虫可以存活20天。

除了寿命更长之外,与正常饮食的蠕虫相比,高糖饮食的老年蠕虫更灵活,有更多的能量储存细胞,这表明更健康的衰老。

幼虫长时间的应激反应导致细胞死亡

在喂食高糖食物一天后,南大的科学家们监测了三个压力传感器的活动,每个压力传感器都负责未折叠蛋白质反应的细胞通路。

他们发现,其中一种压力传感器IRE1在年轻蠕虫身上明显比年老蠕虫更活跃。

当科学家们去除蠕虫体内IRE1编码基因以“关闭”压力传感器启动的细胞通路时,他们发现从第一天开始喂食高糖饮食的小蠕虫活了25天——是IRE1基因完好时的两倍。

这表明,从第一天开始喂食高糖食物的幼虫体内,压力传感器IRE1的活性增加——科学家们称这是一种延长的未折叠蛋白反应——是导致它们寿命缩短的原因。

Thibault副教授说:“我们相信,喂给年老蠕虫的高糖饮食刺激了它们原本迟钝的未折叠蛋白反应,并打开了某些细胞通路,不仅解决了过量葡萄糖引起的压力,还解决了其他与衰老有关的压力,恢复了细胞的稳定。”

“相比之下,由于过度激活IRE1,高糖饮食的年轻蠕虫会在细胞中引发未解决的压力。”这种长时间的激活反而会导致细胞死亡。”

他补充说,研究结果表明,有可能开发出一种降低IRE1活性、同时增加其他两种压力传感器活性的药物,以减缓细胞衰老,从而延长寿命。

还需要对蛔虫进行更多的研究和发现进一步剖析高糖饮食诱导寿命延长背后的复杂机制,以及该机制如何与细胞中的其他过程相互作用。


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