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Nature:想长寿你需要胶原蛋白

2014/12/17 来源:生物通/叶予
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导读
近日,发表在《自然》杂志上的一项研究中,Joslin糖尿病中心的科学家们在一毫米长的线虫中进行了衰老研究。他们发现,延长寿命的不同方法(比如热量限制和雷帕霉素治疗)都会影响胶原和其他细胞外基质蛋白(ECM)的表达,细胞外基质是为组织、器官和骨骼提供支持的重要框架。


Joslin糖尿病中心的科学家们在一毫米长的线虫中进行了衰老研究。他们发现,延长寿命的不同方法(比如热量限制和雷帕霉素治疗)都会影响胶原和其他细胞外基质蛋白(ECM)的表达,细胞外基质是为组织、器官和骨骼提供支持的重要框架。相关论文发表在十二月十五日的Nature杂志上。

这项研究为人们提供了重要的新线索,有助于开发更好的药物延缓衰老,治疗与衰老有关的各种慢性病。

“为了研究目前几种主要的长寿策略,我们对线虫进行了遗传学、营养学和药物干涉。研究显示,这些干涉提高了胶原和其他ECM基因的表达,促进了ECM的重塑,”文章的通讯作者之一T. Keith Blackwell说。“事实上,过表达一些这样的基因,的确能使线虫活得更长一些。”

这项研究指出,胶原和其他ECM成分的生产,对于线虫的寿命非常关键。这意味着促进ECM重塑将能延缓人体衰老,Dr. Blackwell说。线虫是研究衰老的理想模型,因为它寿命短而且很容易进行基因操作。

胶原是结缔组织的主要结构蛋白,约占人体蛋白质总量的三分之一。“到处都有胶原,它们就像是组织的脚手架,为组织赋予弹性和强度,”Dr. Blackwell说。

ECM结构会随着年龄增长而逐渐衰退,胶原也被认为与多种人类疾病有关,包括糖尿病并发症、心血管疾病、骨病和肾病。此前的衰老研究大多针对那些保护细胞或再生细胞的机制,而这项研究认为一切都和ECM联系在一起。“这是一个非常重要的发现,能影响到许多领域,”Joslin糖尿病中心的首席科学家George King评论道。

Joslin团队在线虫中建立了feast-and-famine两种生活方式,并由此解析了两个关键的分子通路。这两个通路都与胰岛素和IGF-1(insulin-like growth factor 1)有关,IGF-1是一种分子结构很类似胰岛素的激素。其中一条通路能让线虫休眠,以便更好的耐受极端温度、食物匮乏和其他压力,当条件改善之后线虫能够恢复正常生活。另一条通路与人类更为接近,需要激活SKN-1基因。SKN-1是一个控制许多压力防御机制的主调控子,相当于人类调控子Nrf1/2/3。

“在衰老过程中,机体组织的维持日益退化,”文章的第一作者Collin Ewald说。“衰老研究的最终目标是在确保健康的同时延长人类寿命。其他实验室在线虫中进行长寿研究时,也曾检测到胶原基因的高水平表达。但这些研究主要关注的是细胞内部程序,并没有深入研究这一现象。”

此前的研究表明,通过药物或基因改造延长小鼠寿命时,会使其肌腱更强壮也更有弹性。这项研究首次检验了ECM重塑抵御衰老的可能性,为人们开启了长寿研究的新方向。在此基础上,研究者们将能开发出更好的药物延缓衰老和治疗慢性病。

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