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如何減緩細胞衰老

日期:2010-11-24 14:34:44


來自美國威斯康辛州大學遺傳學與醫學遺傳學系,日本東京大學等處的研究人員發現了一種可以防止細胞衰老的關鍵酶,這有利于解釋許多導致人類衰老的現象,也可以幫助研究人員開發抗衰老的藥物。這一研究成果公布在Cell雜志上。

領導這一研究的是威斯康辛州大學John M. Denu和Tomas A. Prolla,其中后者Tomas A. Prolla從事基因抗衰老研究多年,致力于解析營養素,熱量限制與老化之間的關聯,并且發表了多篇文章,比如在Science雜志上曾在恒河猴上通過基因調控控制衰老的速度。

早在20世紀30年代,美國科學家Mckay就發現,限制大鼠喂食可延長其壽命。后續研究表明,這種壽命延長作用與食物成分無關,而與食物中的卡路里(熱量)含量有關,因此這種現象被稱為“卡路里限制”或“飲食限制”。

之后麻省理工學院Lenny Guarente及其同事用酵母菌進行衰老研究,他們發現酵母菌中的Sir2基因有重要的調節衰老作用,不僅如此,Sir2還能被卡路里限制激活,從而介導卡路里限制的抗衰老作用。高等生物有7個與Sir2類似的Sirtuin基因(Sirt1-7),其中Sirt1、Sirt6和Sirt7的蛋白產物存在于細胞核內,Sirt2編碼的蛋白通常在細胞質內,而Sirt3、Sirt4和Sirt5的產物則位于線粒體內。Sir2及其相關蛋白具有煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)依賴性組蛋白去乙?;D移酶活性。

最新的這篇文章中,研究人員發現了另外一種Sirtuin基因:Sirt3表達的酶的重要作用,這也是首次獲得了明確的證據證實Sirtuin在哺乳動物中的抗衰老作用。研究人員發現這種酶能對線粒體產生了影響——在低卡路里條件下,Sirt3酶水平增高,通過影響線粒體改變了新陳代謝,并減少了氧自由基生成。我們都知道自由基會傷害細胞,加速老化,導致皮膚變粗、變皺、下垂,關節也會愈來愈僵硬。因此研究人員認為Sirt3是一種重要的抗衰老元素。

一些活動,比如抽煙,吃煎炸類食物,細菌感染,壓力過大都會產生過量自由基,多吃富含抗氧化物質的綠色葉菜類、全麥面包等則可中和自由基,減少自由基的傷害。

另外各種Sirtuin家族成員都具有重要的代謝調控功能,比如Sirt1通過修飾底物PGC-1α、FOXO1、轉錄信號轉導子與激活因子(STAT)3及CREB調節的轉錄共激活子(CRTC)2調控肝臟葡萄糖的產生,還能通過肝臟X受體(LXR)調節膽固醇及脂肪代謝平衡,此外,Sirt1還能通過激活磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)來調控肝臟功能。 

Sirtuin基因表達及活性受到飲食攝入、環境溫度、晝夜節律和氧化應激等影響。此外,Sirtuin可以去除多種底物蛋白的乙酰化基團,從而調節其底物蛋白的功能。僅Sirt1底物蛋白至今已被發現多于40個,包括腫瘤抑制基因p53、叉頭轉錄因子(FOXO)、核因子(NF)κB和共激活因子1α(PGC-1α)。



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