導(dǎo)讀 | 抗衰老又出新成果啦!這項(xiàng)新技術(shù)與清除損傷的線粒體有關(guān)。最新發(fā)表在Nature子刊上的一項(xiàng)研究中,科學(xué)家們用這一技術(shù)極大地改善了中年果蠅的健康,同時(shí)使雌性果蠅的壽命平均延長了20%。 |
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一直以來,與延緩衰老、延長壽命相關(guān)的研究成果都備受關(guān)注。9月6日,發(fā)表在Nature Communications雜志上題為“Promoting Drp1-mediated mitochondrial fission in midlife prolongs healthy lifespan of Drosophila melanogaster”的研究中,來自加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)的生物學(xué)家們開發(fā)的一種技術(shù)極大地改善了中年(middle-aged)果蠅的健康,同時(shí)顯著延緩了它們的衰老。研究者們相信,這一技術(shù)最終有望發(fā)展成延緩帕金森病、阿爾茨海默癥、癌癥、中風(fēng)、心血管疾病和人類其它與年齡相關(guān)疾病發(fā)生的新方法。
線粒體是細(xì)胞內(nèi)微小的能量工廠,控制著細(xì)胞的生長和存亡。該研究的通訊作者、UCLA的David Walker教授說:“通常,線粒體會(huì)隨著年齡的增長而受損。當(dāng)人逐漸變老,這種受損的線粒體會(huì)在大腦、肌肉和其它器官中積累。而當(dāng)細(xì)胞不能夠清除這些損傷的線粒體時(shí),它們將變得有毒性,并導(dǎo)致一系列與年齡相關(guān)的疾病?!?/p>
果蠅經(jīng)常被用于研究衰老,因?yàn)樗鼈冚^短的壽命使科學(xué)家們能夠在一段易控制的時(shí)間內(nèi)追蹤特定治療的效果,而且,在細(xì)胞層面上,果蠅的許多衰老特征與人類相似。此外,科學(xué)家已經(jīng)鑒定出了果蠅的所有基因,并知道如何開關(guān)單個(gè)果蠅的基因。
Fruit flies' mitochondria (in green) at 10 days (top left), 28 days (top right) and 37 days old (both bottom images). At bottom right, the mitochondria have returned to a more youthful state after UCLA biologists increased the fly's level of a protein called Drp1. Credit: Nature Communications/Anil Rana
在這項(xiàng)研究中,Walker教授和他的同事們發(fā)現(xiàn),當(dāng)果蠅到達(dá)中年時(shí),它們的線粒體會(huì)從最初的形狀發(fā)生改變。Walker教授說:“我們認(rèn)為,線粒體變得更大、拉長會(huì)削弱細(xì)胞清除損傷線粒體的能力。”
因此,科學(xué)家們想到通過將增大的線粒體裂解成小的片段來清除損傷的線粒體。當(dāng)他們這么做后,果蠅變得更活躍、更精力充沛以及更有耐力。雌性果蠅的壽命比它們的正常壽命平均延長了20%;雄性果蠅壽命平均延長了12%。
這一研究還強(qiáng)調(diào)了一種叫做Drp1的蛋白質(zhì)在衰老中的重要性。至少在果蠅和小鼠中,Drp1的水平會(huì)隨著年齡的增長而下降。研究證實(shí),增加果蠅的Drp1水平使得它們處理掉了較小的、受損的線粒體,只留下了健康的線粒體。
與此同時(shí),研究還證實(shí),果蠅的Atg1基因在逆轉(zhuǎn)細(xì)胞衰老中起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)研究人員關(guān)閉這一基因,果蠅的細(xì)胞無法消除損傷的線粒體。
該研究中涉及到的一個(gè)具體健康問題是腸道滲漏(leaky intestines)。Walker教授先前的研究發(fā)現(xiàn),這一問題通常會(huì)發(fā)生在果蠅死亡前的前一周。其他實(shí)驗(yàn)室的后續(xù)研究表明,腸道滲透性增加是線蟲、小鼠和猴子的衰老標(biāo)志之一。這項(xiàng)最新的研究證實(shí),當(dāng)果蠅被給予更多的Drp1后,腸道滲漏的問題會(huì)被延遲。
Walker教授說,他研究的一個(gè)長期目標(biāo)是,開發(fā)出能夠模擬Drp1作用的藥物,用于延長人類的健康壽命(health spans)。他還強(qiáng)調(diào):“即便在很短的時(shí)間內(nèi),新方法依然有效,這是尤為重要的。因?yàn)殚L期使用幾乎任何藥物都會(huì)對(duì)人產(chǎn)生有害的副作用?!?/p>
參考資料:
Biologists slow aging, extend lifespan of fruit flies
The accumulation of dysfunctional mitochondria has been implicated in aging, but a deeper understanding of mitochondrial dynamics and mitophagy during aging is missing. Here, we show that upregulating Drp1—a Dynamin-related protein that promotes mitochondrial fission—in midlife, prolongs Drosophila lifespan and healthspan. We find that short-term induction of Drp1, in midlife, is sufficient to improve organismal health and prolong lifespan, and observe a midlife shift toward a more elongated mitochondrial morphology, which is linked to the accumulation of dysfunctional mitochondria in aged flight muscle. Promoting Drp1-mediated mitochondrial fission, in midlife, facilitates mitophagy and improves both mitochondrial respiratory function and proteostasis in aged flies. Finally, we show that autophagy is required for the anti-aging effects of midlife Drp1-mediated mitochondrial fission. Our findings indicate that interventions that promote mitochondrial fission could delay the onset of pathology and mortality in mammals when applied in midlife.
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