发布于:2022-05-18
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UPMC 专家在衰老和疾病的相关性问题上有了全新发现!

文章来源:UPMC

Aditi Gurkar 博士在哈佛医学院的第一个博士后进修期间,与团队在年轻小鼠中测试了一种肿瘤药物,该药物有效地缩小了肿瘤,但当研究人员在老年小鼠身上重复实验时,药物并没有产生效果。

UPMC 专家在衰老和疾病的相关性问题上有了全新发现!
Aditi Gurkar 博士

Gurkar 博士现任匹兹堡大学医学院的老年医学系助理教授,她说:」这对我来说是一个重要的指引,这意味着我们之前没有用正确的方式来解决问题。老龄化是许多疾病的根本原因,这一认识促使我从癌症生物学的研究转向了衰老领域的探索。」

老年人极易身体虚弱,患上心血管疾病、癌症、关节炎、神经退化以及其他疾病。为什么衰老会使人们更易患上这些疾病的原因虽然还不明,

但最近的研究表明,与年龄相关的疾病出现之前往往会有体重下降的情况。

Gurkar 博士同时还是匹兹堡大学和 UPMC 衰老研究所的成员,她说:「大家通常会把衰老与脂肪增加联系在一起,这是对的,但当体重增加转变为体重减少时便出现了一个转折点:人们似乎会在患上与年龄相关的疾病前的 9 到 10 年出现体重下降的情况。然而,对于脂肪减少以及和年龄相关的疾病之间的联系一直还没有一个准确的解释,这只是我们在研究时偶然发现的。"

Gurkar 博士和她的团队最近在《科学进展(Science Advances)》上发表的论文中提到,使用了一种沙粒大小的蠕虫——秀丽隐杆线虫来证明 DNA 损伤(衰老的标志)可以重塑新陈代谢,引发脂肪的分解,并导致与年龄相关疾病的炎症化合物的产生。

Gurkar 博士说:「我们每个人随时随地都有可能会出现 DNA 损伤,即使在太阳下坐一会儿或是吃一个昨晚剩的汉堡,也会产生破坏 DNA 的化合物。随着年龄的增长,我们的 DNA 修复途径变得越来越低效,损伤也持续地累积。」

为了了解持续的 DNA 损伤如何导致衰老,Gurkar 博士和她的团队利用了秀丽隐杆线虫进行了研究。这种蠕虫的寿命只有 20 天,使得科学家可以在更短的周期内开展完整的衰老研究。秀丽隐杆线虫与哺乳动物有许多共同的细胞特征和分子途径,因此其很多的相关研究都可能与人类有着联系。

研究人员将正常的秀丽隐杆线虫与缺乏关键 DNA 修复基因的突变体进行了比较,发现突变体由于无法修复 DNA 损伤,积累损伤的速度比正常情况更快,并出现了过早老化和寿命缩短的情况。

到了秀丽隐杆线虫的「中年」,突变体与正常同龄体相比,脂质分解基因表达增加,脂肪储存减少。但研究人员在「年轻」秀丽隐杆线虫上做同样的实验时,并未观察到这些差异。这些结果表明,随着年龄的增长,DNA 损伤的积累会改变细胞代谢并分解脂肪。

通过更仔细的观察,研究人员发现,脂质分解导致突变体秀丽隐杆线虫中ω-6 多不饱和脂肪酸的水平有所升高。这些脂肪酸是脂质介质化合物的前体,而脂质介质则会导致炎症——这正是导致年龄相关疾病的因素。

Gurkar 博士说,这些发现解释了随着年龄的增长和体重的下降是如何导致老年疾病的。他们也进一步证明了 DNA 损伤不仅是衰老的表现,它同时也会导致衰老。

她解释说:「当细胞识别出 DNA 损伤时,它们就会发出警报,而如果损伤一直没有消除,警报就会一直存在。因此并不是 DNA 损伤本身导致了衰老,而是『警报』导致了衰老。」

当研究人员减少了秀丽隐杆线虫突变体的脂肪酸氧化时,它们的脂肪不再减少,正常寿命也得以恢复。

Gurkar 博士说:「通过减少脂肪酸氧化,我们可以让细胞平静下来,不再一直发出警报,从而抑制炎症,避免过度的脂肪流失。」

由于秀丽隐杆线虫的脂质代谢途径是小鼠和人类共有的,因此该团队的发现有助于确定年龄相关疾病和加速衰老疾病的治疗靶点。这项研究还可以解释为何儿童癌症患者在成功接受化疗或放疗后,到 45 岁左右会出现身体衰弱并快速衰老的情况。

Gurkar 博士说:「下一步我们计划与儿科医生合作,长期跟踪化疗患者。通过测量他们的 DNA 修复蛋白,我们希望以后能够识别出那些身体更易虚弱、患上年龄相关疾病的患者,为化疗剂量提供更加精准的定制方案。」

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