復只大冬 通识教育选修课程 技术报告 衰老的秘密与延缓衰老 课程名称:改变生活的生物技术 课程代码:BIOL11003501 姓名:叶宇豪 学号:14301050200 学院:上海医学院 专业:临床医学八年制
通识教育选修课程 技术报告 衰老的秘密与延缓衰老 课程名称：改变生活的生物技术 课程代码： BIOL110035.01 姓 名： 叶宇豪 学 号： 14301050200 学 院： 上海医学院 专 业： 临床医学八年制
目录 摘要 关键词 中图分类号 控制细胞衰老的关键机制 衰老程度的评估 新验血法 技术原理 技术的应用 基因标签” 技术原理 技术应用 延缓衰老 线粒体营养素的抗衰老作用 技术原理 优缺点 延长寿命 2233334455777 治疗糖尿病的二甲双胍 技术原理 摘要 在2013年发表的一篇文章称,即便是略微延迟衰老,也可以让平均寿命延 长22年,并且可以降低一生中的发病率,50年间可以减少71万亿美元的医疗 卫生花费。“为了能够受益,我们需要尽快行动起来。”“慢病患者的队伍正在迅 速扩大,我们已经看到亚健康的人群在增长。” 关键词 细胞衰老/衰老程度/新验血法/延缓衰老/线粒体营养素/二甲双胍 中图分类号 Q255/Q252/Q989/R33933
1 目录 摘要.....................................................................................................................................................1 关键词.................................................................................................................................................1 中图分类号.........................................................................................................................................1 控制细胞衰老的关键机制.................................................................................................................2 衰老程度的评估.................................................................................................................................2 新验血法.....................................................................................................................................2 技术原理.............................................................................................................................2 技术的应用.........................................................................................................................3 “基因标签”................................................................................................................................. 3 技术原理.............................................................................................................................3 技术应用.............................................................................................................................3 延缓衰老.............................................................................................................................................4 线粒体营养素的抗衰老作用.................................................................................................... 4 技术原理.............................................................................................................................5 优缺点.................................................................................................................................5 延长寿命.............................................................................................................................................7 治疗糖尿病的二甲双胍.............................................................................................................7 技术原理.............................................................................................................................7 摘要 在 2013 年发表的一篇文章称，即便是略微延迟衰老，也可以让平均寿命延 长 2.2 年，并且可以降低一生中的发病率，50 年间可以减少 7.1 万亿美元的医疗 卫生花费。“为了能够受益，我们需要尽快行动起来。”“慢病患者的队伍正在迅 速扩大，我们已经看到亚健康的人群在增长。” 关键词 细胞衰老/衰老程度/新验血法/延缓衰老/线粒体营养素/二甲双胍 中图分类号 Q255/Q252/Q989/R339.33
控制细胞衰老的关键机制 人们对细胞衰老的了解很少,细胞衰老是异常细胞的一个不再能通过细胞周 期发展的状态,但新的研究发现了一个诱导该过程的关键机制。衰老细胞的积累 能促进与老化有关的疾病,包括癌症和神经退行性病变;因此,了解这一细胞劣 化的基础机制对人体健康具有重要的意义。随着细胞进入一种衰老状态,它们会 在基因表达方面表现出许多改变,其中包括促炎症反应,其特征是分泌的炎性细 胞因子表达增加。这样的细胞具有所谓的衰老相关性分泌表型(SASP)。为了更 多地了解这一过程, Chanhee Kang等人在人类成纤维细胞中诱导衰老,并寻找在 衰老细胞中高度表达但在非衰老细胞中却没有高度表达的基因变异。他们发现, 个特别的转录因子一—GATA4在激活衰老过程中起着关键作用。[1进一步的研 究揭示,GATA4通常受到一个降解细胞成分过程(自吞噬)的抑制,但当细胞老 化或受损时,这一GATA4的受控的耗竭停止,而衰老过程开始接管。这些发现 帮助解决了一个谜团,即先前有研究发现,自吞噬是衰老过程所需的,而某些证 据提示,自吞噬可帮助抑制衰老过程。[2]但Kng和同事的结果表明,一种选择 过程在起作用:一般性的自吞噬可导致衰老,而GATA4的靶向自吞噬则可阻止 衰老。确实,某些自吞噬成分的消耗可增加GATA4蛋白的丰度。进一步的操控揭 示,GATA4的表达诱发了与SASP相关基因的表达,而GATA4的耗竭可抑制数个 SASP基因的表达。[3] PRC2 CDK4/6 Cell Cycle Senescence Cellular (一回一批 5叫m令游 ve Autophagic 衰老程度的评估 新验血法 科学家发明了一种验血方法,可以评估出一个人衰老的速度。他们认为,这 也可以用来预测患阿尔茨海默症的风险以及分析移植器官的“年轻度”。 技术原理 据英国《独立报》网站9月7日报道,这一方法检测的是特定基因的活力
2 控制细胞衰老的关键机制 人们对细胞衰老的了解很少，细胞衰老是异常细胞的一个不再能通过细胞周 期发展的状态，但新的研究发现了一个诱导该过程的关键机制。衰老细胞的积累 能促进与老化有关的疾病，包括癌症和神经退行性病变；因此，了解这一细胞劣 化的基础机制对人体健康具有重要的意义。随着细胞进入一种衰老状态，它们会 在基因表达方面表现出许多改变，其中包括促炎症反应，其特征是分泌的炎性细 胞因子表达增加。这样的细胞具有所谓的衰老相关性分泌表型（SASP）。为了更 多地了解这一过程，Chanhee Kang 等人在人类成纤维细胞中诱导衰老，并寻找在 衰老细胞中高度表达但在非衰老细胞中却没有高度表达的基因变异。他们发现， 一个特别的转录因子——GATA4 在激活衰老过程中起着关键作用。[1]进一步的研 究揭示，GATA4 通常受到一个降解细胞成分过程（自吞噬）的抑制，但当细胞老 化或受损时，这一 GATA4 的受控的耗竭停止，而衰老过程开始接管。这些发现 帮助解决了一个谜团，即先前有研究发现，自吞噬是衰老过程所需的，而某些证 据提示，自吞噬可帮助抑制衰老过程。[2]但 Kang 和同事的结果表明，一种选择 过程在起作用：一般性的自吞噬可导致衰老，而 GATA4 的靶向自吞噬则可阻止 衰老。确实，某些自吞噬成分的消耗可增加 GATA4 蛋白的丰度。进一步的操控揭 示，GATA4 的表达诱发了与 SASP 相关基因的表达，而 GATA4 的耗竭可抑制数个 SASP 基因的表达。[3] 衰老程度的评估 新验血法 科学家发明了一种验血方法，可以评估出一个人衰老的速度。他们认为，这 也可以用来预测患阿尔茨海默症的风险以及分析移植器官的“年轻度”。 技术原理 据英国《独立报》网站 9 月 7 日报道，这一方法检测的是特定基因的活力
研究人员认为,这些基因是一个人“生物学年龄”的准确指标,一个人的生物学 年龄可能大于或小于其实际年龄。 技术的应用 伦敦大学国王学院精准医学教授詹姆斯·蒂蒙斯说,这项“衰老测试”也可 以用来分析用于移植的器官的生物学年龄,从而预测器官在移植给他人后的可用 蒂蒙斯说:“有轻微认知障碍的人和健康人之间有着显著区别,因此可据此 开发出一种测试,尤其是在与相关临床变量相结合的情况下。而这最有希望作为 种方法来找到‘有风险’的人,从而指导他们接受预防性的临床试验 蒂蒙斯说,这也可以用来确定那些生物学年龄较年轻的老年人,这样一旦他 们意外身亡,其器官可以考虑移植给他人。 发表在英国《基因组生物学》杂志上的研究论文分析了65岁健康老人的 组关键基因的活力水平,他们测试的是受试者血液中的核糖核酸(RNA)水平 科学家用基因活性作为生物学年龄的一个标志。然后,他们研究了70岁健 康老年人的RNA,并分析了他们过去20年间的健康记录。结果发现,在12年的 研究时段里,较高的基因活性得分与更好的认知健康和肾脏功能是相吻合的,而 这两者是预测早亡风险的指标 该项研究的一个重要发现是,在阿尔茨海默症患者的大脑和血液中,这种基 因活性是一样的。这样,科学家只要通过血液样本就能快速而便捷地诊断出大脑 中的情况。4] 基因标签” 所谓心老,大约说的就是心理年龄超过了生理年龄。事实上也的确有专 业测试可以测量一个人是否未老先衰。如今,无论实际年龄还是心理年龄,通通 都在科学面前过时了。全新的“生物学年龄”用基因来测定分数,更妙的是这样 的测评还可以用来为身体体征做标记,实现对一些疾病进行提前治疗。许多科技 进展对人类生活的冲击和融入令我们措手不及,甚至可以说科学几乎代表真理, 或许有一天出生日期就像形同虚设,年龄要由基因来告诉我们。 技术原理 英国科学家近日在开放期刊《基因组生物学》上发表了一项研究成果,他们 从65岁健康老人体内选择了共有的150个RNA基因,开发出判别“健康老人” 的基因标记工具。这一基因标记可以用来判断一个人老年化后的患病风险,对 些老年疾病做到早发现早预防 技术应用 领导该研究的英国伦敦国王大学的科学家詹姆斯·体蒙斯表示,不论是缴纳
3 研究人员认为，这些基因是一个人“生物学年龄”的准确指标，一个人的生物学 年龄可能大于或小于其实际年龄。 技术的应用 伦敦大学国王学院精准医学教授詹姆斯·蒂蒙斯说，这项“衰老测试”也可 以用来分析用于移植的器官的生物学年龄，从而预测器官在移植给他人后的可用 性。 蒂蒙斯说：“有轻微认知障碍的人和健康人之间有着显著区别，因此可据此 开发出一种测试，尤其是在与相关临床变量相结合的情况下。而这最有希望作为 一种方法来找到‘有风险’的人，从而指导他们接受预防性的临床试验。” 蒂蒙斯说，这也可以用来确定那些生物学年龄较年轻的老年人，这样一旦他 们意外身亡，其器官可以考虑移植给他人。 发表在英国《基因组生物学》杂志上的研究论文分析了 65 岁健康老人的一 组关键基因的活力水平，他们测试的是受试者血液中的核糖核酸（RNA）水平。 科学家用基因活性作为生物学年龄的一个标志。然后，他们研究了 70 岁健 康老年人的 RNA，并分析了他们过去 20 年间的健康记录。结果发现，在 12 年的 研究时段里，较高的基因活性得分与更好的认知健康和肾脏功能是相吻合的，而 这两者是预测早亡风险的指标。 该项研究的一个重要发现是，在阿尔茨海默症患者的大脑和血液中，这种基 因活性是一样的。这样，科学家只要通过血液样本就能快速而便捷地诊断出大脑 中的情况。[4] “基因标签” 所谓心老，大约说的就是心理年龄超过了生理年龄。事实上也的确有专 业测试可以测量一个人是否未老先衰。如今，无论实际年龄还是心理年龄，通通 都在科学面前过时了。全新的“生物学年龄”用基因来测定分数，更妙的是这样 的测评还可以用来为身体体征做标记，实现对一些疾病进行提前治疗。许多科技 进展对人类生活的冲击和融入令我们措手不及，甚至可以说科学几乎代表真理， 或许有一天出生日期就像形同虚设，年龄要由基因来告诉我们。 技术原理 英国科学家近日在开放期刊《基因组生物学》上发表了一项研究成果，他们 从 65 岁健康老人体内选择了共有的 150 个 RNA 基因，开发出判别“健康老人” 的基因标记工具。这一基因标记可以用来判断一个人老年化后的患病风险，对一 些老年疾病做到早发现早预防。 技术应用 领导该研究的英国伦敦国王大学的科学家詹姆斯·体蒙斯表示，不论是缴纳
保险费用还是看病,生活中人们总是根据出生年龄做出很多判断。但大家都明白, 即使都是60岁,人们的身体状况并不相同,因此这些判断依据应该改为更公平 的“生物学年龄 据物理学家组织网报道,新研究首次为判断一个人的生物学年龄提供了分子 学标签,并将彻底改变那些依据出生年龄进行医学判定行为的传统方式。研究人 员对65岁健康老人肌肉、大脑和皮肤等不同组织的RNA进行了详细分析,开发 出包含150个RNA的基因标记。利用该基因标记可准确预测一个人罹患老年疾 病的风险。 他们还利用这一RNA标记,开发出“健康老人基因分数”的工具,用来检 测并比较不同个体的RNA图谱。他们已经证明,不论男女,分数越高的人越健 康 研究人员还研究了70岁健康老人的RNA,并分析了这些老人近20年的健康 数据。结果发现,这些同年出生的70岁老人,基因分数差别很大,最大的和最 小的分数甚至相差4倍。 他们还发现,那些诊断患有阿尔茨海默氏病的老人,其血液中RNA标记发 生了变异,因此获得的“健康老人基因分数”更低,证明基因分数与该病具有重 要关联。 体蒙斯补充道,新研究首次证明血液和脑部具有与老年痴呆症相关的相同分 子标记,这一分子标记有助于老年痴呆症的诊断。由于早期干预和风险评估对阿 尔茨海默氏病治疗至关重要,“健康老人基因分数”可用来帮助中年人决定是否 提前进行干预性治疗,尽量延后该病的临床症状来临时间,过上更有质量的晚年 生活。[5] 延缓衰老 线粒体营养素的抗衰老作用 氢气是一种新近刚发现的选择性抗氧化物质,所谓选择性,是在不影响能产 生信号效应氧化因素的前提下,减少氧化应激带来的损伤效应,也就是说能保留 氧化应激好的效应,减少氧化应激带来的危害,那么如果在运动情况下使用氢气 观察对运动引起的pGC1-α的效应,结合端粒长度和动脉硬化等角度的分析,可 以开展比较深入的研究。研究的长期目标:将氢气作为一种运动健康效应促进分 子。氢气不仅能对多种疾病具有潜在治疗效果,也能降低体育运动带来的损伤, 那么将体育运动和氢气两者结合起来,将成为提高身体健康的有力武器。[6 端粒( Telomeres)是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质 复合体,它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构,作用是保持染色体 的完整性和控制细胞分裂周期。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳 定的三大要素。端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成,端粒酶可用于给 端粒DNA加尾,DNA分子每次分裂复制,端粒就缩短一点(如冈崎片段),一旦 端粒消耗殆尽,细胞将会立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。所以端粒其长度 反映细胞复制史及复制潜能,被称作细胞寿命的“有丝分裂钟”。端粒是染色体 末端保护性的帽状结构,端粒缩短是衰老的一个标志性事件。端粒的研究,两个
4 保险费用还是看病，生活中人们总是根据出生年龄做出很多判断。但大家都明白， 即使都是 60 岁，人们的身体状况并不相同，因此这些判断依据应该改为更公平 的“生物学年龄”。 据物理学家组织网报道，新研究首次为判断一个人的生物学年龄提供了分子 学标签，并将彻底改变那些依据出生年龄进行医学判定行为的传统方式。研究人 员对 65 岁健康老人肌肉、大脑和皮肤等不同组织的 RNA 进行了详细分析，开发 出包含 150 个 RNA 的基因标记。利用该基因标记可准确预测一个人罹患老年疾 病的风险。 他们还利用这一 RNA 标记，开发出“健康老人基因分数”的工具，用来检 测并比较不同个体的 RNA 图谱。他们已经证明，不论男女，分数越高的人越健 康。 研究人员还研究了 70 岁健康老人的 RNA，并分析了这些老人近 20 年的健康 数据。结果发现，这些同年出生的 70 岁老人，基因分数差别很大，最大的和最 小的分数甚至相差 4 倍。 他们还发现，那些诊断患有阿尔茨海默氏病的老人，其血液中 RNA 标记发 生了变异，因此获得的“健康老人基因分数”更低，证明基因分数与该病具有重 要关联。 体蒙斯补充道，新研究首次证明血液和脑部具有与老年痴呆症相关的相同分 子标记，这一分子标记有助于老年痴呆症的诊断。由于早期干预和风险评估对阿 尔茨海默氏病治疗至关重要，“健康老人基因分数”可用来帮助中年人决定是否 提前进行干预性治疗，尽量延后该病的临床症状来临时间，过上更有质量的晚年 生活。[5] 延缓衰老 线粒体营养素的抗衰老作用 氢气是一种新近刚发现的选择性抗氧化物质，所谓选择性，是在不影响能产 生信号效应氧化因素的前提下，减少氧化应激带来的损伤效应，也就是说能保留 氧化应激好的效应，减少氧化应激带来的危害，那么如果在运动情况下使用氢气， 观察对运动引起的 PGC1-α的效应，结合端粒长度和动脉硬化等角度的分析，可 以开展比较深入的研究。研究的长期目标：将氢气作为一种运动健康效应促进分 子。氢气不仅能对多种疾病具有潜在治疗效果，也能降低体育运动带来的损伤， 那么将体育运动和氢气两者结合起来，将成为提高身体健康的有力武器。[6] 端粒（Telomeres）是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段 DNA-蛋白质 复合体，它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构，作用是保持染色体 的完整性和控制细胞分裂周期。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳 定的三大要素。端粒 DNA 是由简单的 DNA 高度重复序列组成，端粒酶可用于给 端粒 DNA 加尾，DNA 分子每次分裂复制，端粒就缩短一点（如冈崎片段），一旦 端粒消耗殆尽，细胞将会立即激活凋亡机制，即细胞走向凋亡。所以端粒其长度 反映细胞复制史及复制潜能，被称作细胞寿命的“有丝分裂钟”。端粒是染色体 末端保护性的帽状结构，端粒缩短是衰老的一个标志性事件。端粒的研究，两个
领域最关注,一个是抗衰老,希望端粒能保持状态,因为端粒能保持,意味着细 胞不死,是抗衰老的表现,这个研究就是这个意思。另一个是肿瘤领域,肿瘤的 特点就是细胞不死,多细胞生物需要细胞不断更新,如果某种细胞永远不会死亡, 就会发生肿瘤。肿瘤和抗衰老角度,是个矛盾,当然是希望能抗衰老,又不要肿 瘤。干细胞就存在类似的纠结。[7 美国埃默里大学医学院科学家发现,膳食补充剂α-硫辛酸能够激活端粒酶 促进端粒延伸,在动脉硬化小鼠模型中起到保护作用。这项硏究发表在2015年 8月20日的《细胞》子刊 Cell Reports杂志上,为人们治疗慢性疾病开辟了新途 技术原理 α-硫辛酸是一种存在于线粒体的辅酶,类似维他命,能消除加速老化与致 病的自由基。硫辛酸在体内经肠道吸收后进入细胞兼具脂溶性与水溶性的特性, 因此可以在全身通行无阻,到达任何一个细胞部位,提供人体全面效能,是具脂 溶性与水溶性的万能抗氧化剂。 α-硫辛酸含有双硫五元环结构,电子密度很髙,具有显著的亲电子性和与自由 基反应的能力,因此它具有抗氧化性,具有极高的保健功能和医用价值(如抗脂 肪肝和降低血浆胆固醇的作用)。此外,硫辛酸的巯基很容易进行氧化还原反应, 故可保护巯基酶免受重金属离子的毒害。硫辛酸在自然界广泛分布,肝和酵母细 胞中含量尤为丰富。人体可以合成,尚未发现人类有硫辛酸的缺乏症,因此还不 能称为维生素。只能说α-硫辛酸是一种类似维生素的物质,被称为天然的超强 抗氧化剂。文章作者 Wayne Alexander教授说。“a-硫辛酸很容易获得,是天然 的抗氧化剂。”研究发现,α-硫辛酸可以刺激血管周围的平滑肌细胞生产PGC1 进而对抗动脉硬化。[8] 优缺点 优点: 研究表明,用α-已知PGC1-α涉及骨骼肌对体育锻炼的应答,最近哈佛大学 所谓运动激素就是从研究这个分子开始发现的。体育锻炼可通过PGC1-a起到延 缓衰老和预防慢性病的效果。PGC1-α是过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化 因子1α,是过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1(PGC-1)成员之一, pGC1-α是与能量代谢关系密切的1个转录辅助活化因子,在线粒体合成,能调 节适应性产热,在骨骼肌纤维类型转换等过程中发挥重要作用。同时,还参与糖 代谢和脂代谢调节,已成为治疗糖尿病和肥胖等代谢疾病的新靶点。近年来还发 现,PGC1-a对治疗癌症发生及神经变性疾病有一定作用。由于PGC1-a能促进 锻炼的效果,如可以对抗代谢综合症和减肥等。[8] Alexander说。“动脉硬化、糖尿病等慢性疾病对血管的影响都与端粒缩短有 关,能够使端粒恢复健康的治疗是很有前景的。”文章第一作者 ShiqinⅪiong博士 说。“我们的研究显示,pGC1-α可以调控端粒,为动脉硬化小鼠模型提供切实的
5 领域最关注，一个是抗衰老，希望端粒能保持状态，因为端粒能保持，意味着细 胞不死，是抗衰老的表现，这个研究就是这个意思。另一个是肿瘤领域，肿瘤的 特点就是细胞不死，多细胞生物需要细胞不断更新，如果某种细胞永远不会死亡， 就会发生肿瘤。肿瘤和抗衰老角度，是个矛盾，当然是希望能抗衰老，又不要肿 瘤。干细胞就存在类似的纠结。[7] 美国埃默里大学医学院科学家发现，膳食补充剂α-硫辛酸能够激活端粒酶 促进端粒延伸，在动脉硬化小鼠模型中起到保护作用。这项研究发表在 2015 年 8 月 20 日的《细胞》子刊 Cell Reports 杂志上，为人们治疗慢性疾病开辟了新途 径。 技术原理 α-硫辛酸是一种存在于线粒体的辅酶，类似维他命，能消除加速老化与致 病的自由基。硫辛酸在体内经肠道吸收后进入细胞,兼具脂溶性与水溶性的特性， 因此可以在全身通行无阻，到达任何一个细胞部位，提供人体全面效能，是具脂 溶性与水溶性的万能抗氧化剂。 α-硫辛酸含有双硫五元环结构，电子密度很高，具有显著的亲电子性和与自由 基反应的能力，因此它具有抗氧化性，具有极高的保健功能和医用价值（如抗脂 肪肝和降低血浆胆固醇的作用）。此外，硫辛酸的巯基很容易进行氧化还原反应， 故可保护巯基酶免受重金属离子的毒害。硫辛酸在自然界广泛分布，肝和酵母细 胞中含量尤为丰富。人体可以合成，尚未发现人类有硫辛酸的缺乏症，因此还不 能称为维生素。只能说α-硫辛酸是一种类似维生素的物质，被称为天然的超强 抗氧化剂。文章作者 Wayne Alexander 教授说。“α-硫辛酸很容易获得，是天然 的抗氧化剂。”研究发现，α-硫辛酸可以刺激血管周围的平滑肌细胞生产 PGC1- α，进而对抗动脉硬化。[8] 优缺点 优点： 研究表明，用α-已知 PGC1-α涉及骨骼肌对体育锻炼的应答，最近哈佛大学 所谓运动激素就是从研究这个分子开始发现的。体育锻炼可通过 PGC1-α起到延 缓衰老和预防慢性病的效果。PGC1-α是过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化 因子 1α，是过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子 1(PGC-1)成员之一， PGC1-α是与能量代谢关系密切的 1 个转录辅助活化因子，在线粒体合成，能调 节适应性产热，在骨骼肌纤维类型转换等过程中发挥重要作用。同时，还参与糖 代谢和脂代谢调节，已成为治疗糖尿病和肥胖等代谢疾病的新靶点。近年来还发 现，PGC1-α对治疗癌症发生及神经变性疾病有一定作用。由于 PGC1-α能促进 锻炼的效果，如可以对抗代谢综合症和减肥等。[8] Alexander 说。“动脉硬化、糖尿病等慢性疾病对血管的影响都与端粒缩短有 关，能够使端粒恢复健康的治疗是很有前景的。”文章第一作者 Shiqin Xiong 博士 说。“我们的研究显示，PGC1-α可以调控端粒，为动脉硬化小鼠模型提供切实的
帮助”。 在动脉硬化小鼠模型中,Ⅺiong和 Alexander发现PGC1-α缺乏会使老年小鼠 血管中的斑块更严重,主动脉平滑肌细胞端粒更短,端粒酶活性更低。端粒缩短 会使平滑肌细胞DNA面临更大氧化压力。如果用腺病毒把PGC1-a送回小鼠体内 促进该基因表达,这种基因治疗成功恢复端粒酶的活性,延长细胞端粒。大多数 细胞的端粒酶是关闭的,只在细胞增殖的时候启动。癌细胞端粒酶一直处于活跃 状态,帮助自身持续生长。正因如此,激活端粒有可能引发癌症或者产生其他副 作用。在细胞中提升PGC1-a显然比较方便, Xiong和 Alexander想到a-硫辛酸 (为什么没有想到更好的抗氧化物质氢气)。α-硫辛酸在临床上被用来治疗糖尿 病神经病变,在动物实验中发现能对抗动脉硬化。(8] PGC-1o Modulates Telomere Function and dnA Damage in Protecting against Aging-Related Chronic Diseases Graphical Abstract Authors Shiqin Xiong, Nikolay Patrushev, Farshad Forouzandeh Hilenski, R. Wayne CREB PGC-lat ALA Correspondence ARE/ERE↑ alexan@emory. edu TERT↑ In Brief Telomere dysfunction and DNA damage dysfuncton dysfunction da ctrophltie stress cause aging and related chronic disorders. Xiong et al. show that PGC-la disruption drives telomerase TERT downregulation, telomere malfunction. Vascular and DNa damage, thereby developing Agi Ectopic expression and induction of PGC-1a by ALA activate TERT and ARE Atherosclerosis ERE signalin related path 缺点 硫辛酸处理体外培养的平滑肌细胞,可以刺激PGC1-α和端粒。注射到小鼠 体内的α-硫辛酸也能在血管平滑肌细胞中发挥类似的作用,研究人员正在研究 α-硫辛酸对小鼠其他组织的影响。因为肿瘤或癌症存在端粒延长的问题,那么 这种影响会不会促进肿瘤的发生?目前他们还没有观察到a-硫辛酸处理对癌症 风险有何影响,不过其癌症风险还需要进行更全面的评估。运动可以增加PGC1 活性,而运动是一种典型的氧化应激,那么用a-硫辛酸也可以促进PGC1-a活 性这在逻辑上有矛盾,氧化应激和抗氧化怎么会产生同样的效应?这要求必须对 两种处理进行区分,或者测定氧化应激水平。最近哈佛大学关于运动激素的研究 精彩程度要超过这个研究,因为运动激素本身也属于内源性因子,但刚刚被发现
6 帮助”。 在动脉硬化小鼠模型中，Xiong 和 Alexander 发现 PGC1-α缺乏会使老年小鼠 血管中的斑块更严重，主动脉平滑肌细胞端粒更短，端粒酶活性更低。端粒缩短 会使平滑肌细胞 DNA 面临更大氧化压力。如果用腺病毒把 PGC1-α送回小鼠体内 促进该基因表达，这种基因治疗成功恢复端粒酶的活性，延长细胞端粒。大多数 细胞的端粒酶是关闭的，只在细胞增殖的时候启动。癌细胞端粒酶一直处于活跃 状态，帮助自身持续生长。正因如此，激活端粒有可能引发癌症或者产生其他副 作用。在细胞中提升 PGC1-α显然比较方便，Xiong 和 Alexander 想到α-硫辛酸 （为什么没有想到更好的抗氧化物质氢气）。α-硫辛酸在临床上被用来治疗糖尿 病神经病变，在动物实验中发现能对抗动脉硬化。 [8] 缺点 硫辛酸处理体外培养的平滑肌细胞，可以刺激 PGC1-α和端粒。注射到小鼠 体内的α-硫辛酸也能在血管平滑肌细胞中发挥类似的作用，研究人员正在研究 α-硫辛酸对小鼠其他组织的影响。因为肿瘤或癌症存在端粒延长的问题，那么 这种影响会不会促进肿瘤的发生？目前他们还没有观察到α-硫辛酸处理对癌症 风险有何影响，不过其癌症风险还需要进行更全面的评估。运动可以增加 PGC1- α活性，而运动是一种典型的氧化应激，那么用α-硫辛酸也可以促进 PGC1-α活 性这在逻辑上有矛盾，氧化应激和抗氧化怎么会产生同样的效应？这要求必须对 两种处理进行区分，或者测定氧化应激水平。最近哈佛大学关于运动激素的研究 精彩程度要超过这个研究，因为运动激素本身也属于内源性因子，但刚刚被发现
而且是特异性激活pGC1-α针对性更强,让人联想到能代替体育运动产生的效应。 延长寿命 治疗糖尿病的二甲双胍 19世纪末,人们从山羊豆中提取了一种活性成分 种叫作胍的化合物, 但这种物质本身对于人类毒性过强,因此化学家开始合成毒性更弱的双胍类药物, 其中就包括二甲双胍。上世纪50年代,法国物理学家和药学家 Jean sterne开始 在巴黎医院用双胍类药物治疗Ⅱ型糖尿病患者。“试验发现,疗效最好的是二甲 双胍。” Pollak说。近期,纽约爱因斯坦医学院的科学家们宣称,他们合成了 种能够延长寿命的药物,其原理是减少相关老年疾病的发病概率。他们认为, 种名叫“二甲双胍片”,自1994年以来用于治疗2型糖尿病的药物,是制造这场 奇迹的关键所在。 此前的研究表明,这种药物能够延长一些啮齿类动物和线虫动物的寿命,专 门研究这一领域的权威人士尼尔·齐拉伊博士认为,已经有了充分的证据表明, 它对人类同样适用 巴齐拉伊带领的小组与FDA(美国食品药品管理局)还开会研究了这款药对 于寿命延长的功效问题,会后,在提交给FDA的一份文件中,他们表示,延长 寿命,唯一有效的方法便是减少老年相关疾病的发病率,延长健康生活的时间 “我们做的是铺路人的工作。”巴齐拉伊博士说道 “我们不认为二甲双胍片是这方面最好的药物,未来会有更加有效的药物被 开发出来。” 科学家们旨在将老化一事看做一种“指征”一一需要一种特殊的药物治疗的 指征一一而这也是这类药物的目标所在。 另一种为人所知的可以“延年益寿”的药物是被用于治疗癌症的雷帕霉素及 类似药物,此外,还有白藜芦醇,一种抗氧化剂 科学家选择二甲双胍片,其原因在于这种药物在治疗糖尿病方面已经有了 60年的历史了,对于它,我们了解的信息十分充足,也知晓其副作用,因此这 种药物的安全性能够得以保证。 二甲双胍片治疗2型糖尿病的主要原理是降低血液中的葡萄糖含量,巴齐拉 伊博士及其合作研究人员将二甲双胍片用于动物身上,以观察它是否能够对包括 冠心病、癌症以及认知功能失调等其他疾病产生疗效。在一篇论文中,巴齐拉伊 及其组员认为,二甲双弧片能够对卡路里进行限制,而这意味着它可以对哺乳动 物的平均寿命以及最长寿命产生强有力的干预。[9 技术原理 研究员们的假设是:对于一些处于疾病风险中的老年人来说,二甲双胍片能 够延缓或者阻止某些老年疾病的发生
7 而且是特异性激活 PGC1-α针对性更强，让人联想到能代替体育运动产生的效应。 [8] 延长寿命 治疗糖尿病的二甲双胍 19 世纪末，人们从山羊豆中提取了一种活性成分—— 一种叫作胍的化合物， 但这种物质本身对于人类毒性过强，因此化学家开始合成毒性更弱的双胍类药物， 其中就包括二甲双胍。上世纪 50 年代，法国物理学家和药学家 Jean Sterne 开始 在巴黎医院用双胍类药物治疗Ⅱ型糖尿病患者。“试验发现，疗效最好的是二甲 双胍。”Pollak 说。近期，纽约爱因斯坦医学院的科学家们宣称，他们合成了一 种能够延长寿命的药物，其原理是减少相关老年疾病的发病概率。他们认为，一 种名叫“二甲双胍片”，自 1994 年以来用于治疗 2 型糖尿病的药物，是制造这场 奇迹的关键所在。 此前的研究表明，这种药物能够延长一些啮齿类动物和线虫动物的寿命，专 门研究这一领域的权威人士尼尔·巴齐拉伊博士认为，已经有了充分的证据表明， 它对人类同样适用。 巴齐拉伊带领的小组与 FDA（美国食品药品管理局）还开会研究了这款药对 于寿命延长的功效问题，会后，在提交给 FDA 的一份文件中，他们表示，延长 寿命，唯一有效的方法便是减少老年相关疾病的发病率，延长健康生活的时间。 “我们做的是铺路人的工作。”巴齐拉伊博士说道。 “我们不认为二甲双胍片是这方面最好的药物，未来会有更加有效的药物被 开发出来。” 科学家们旨在将老化一事看做一种“指征”——需要一种特殊的药物治疗的 指征——而这也是这类药物的目标所在。 另一种为人所知的可以“延年益寿”的药物是被用于治疗癌症的雷帕霉素及 类似药物，此外，还有白藜芦醇，一种抗氧化剂。 科学家选择二甲双胍片，其原因在于这种药物在治疗糖尿病方面已经有了 60 年的历史了，对于它，我们了解的信息十分充足，也知晓其副作用，因此这 种药物的安全性能够得以保证。 二甲双胍片治疗 2 型糖尿病的主要原理是降低血液中的葡萄糖含量，巴齐拉 伊博士及其合作研究人员将二甲双胍片用于动物身上，以观察它是否能够对包括 冠心病、癌症以及认知功能失调等其他疾病产生疗效。在一篇论文中，巴齐拉伊 及其组员认为，二甲双弧片能够对卡路里进行限制，而这意味着它可以对哺乳动 物的平均寿命以及最长寿命产生强有力的干预。[9] 技术原理 研究员们的假设是：对于一些处于疾病风险中的老年人来说，二甲双胍片能 够延缓或者阻止某些老年疾病的发生
基于这一假设,研究员们将招募15000位志愿者进行双盲对照测试。志愿者 都是70-80岁的老年人,患有一到两种老年疾病。这一实验研究将持续5年,花 费达到了5千万美元。由于耗资巨大,因此研究员们也希望有更多的捐赠者能够 向这一项目捐款。 如果一切顺利进行,研究者们的期望值是,二甲双胍片对大约30%接受治疗 的志愿者将有效果。巴齐拉伊博士同时认为这一研究将会带来经济效应。“我们 的研究旨在延长老年人的健康时间,提高人们的生活质量,减轻人们的经济负担。” 他解释道。根据美国生物信息技术中心2013年的一份文件指出,五十年来,抗 衰老领域带来的经济效益约为71万亿美元。 此外,巴齐拉伊博士还希望这一项目能够抗衡当下日益增长的抗衰老领域的 市场。因为这一领域目前尚是蓝海,而市面上有许多未经批准、未经测试的打着 抗衰老’旗号的药物 研究者们对这个项目的态度是十分谨慎的,以避免就其研究的目的做出错误 的发声。他们严格相信寿命能够被延长,但他们拒绝将衰老看做一种“疾病”, 或者说其能够被“治愈”。 对于我们科学家而言,衰老是自然而然发生,且我们必须去敬畏的一件事”, 研究负责人说道。“这是我们人性里的一部分。我们从来不做可以‘延缓衰老’ 的事情,我们尝试做的事情,是增加我们的‘健康’寿命,而非寿命本身,虽然 这二者之间紧密相连。我们做的事情可以说是寻找一眼‘不老泉’。” FDA现阶段拒绝就此项目发表评论 然而,巴齐拉伊对项目十分乐观,“现阶段,FDA明白这项研究非常重要, 如果研究成功,其影响将会是非常大的。” 参考文献 [1]Li S, Zhou X. Construction of luciferase reporter gene vector for human mUcsac gene promoter and analysis of its transcriptional activity u]. Zhongnan Daxue Xuebao ( Yi Ban),2010,(08):792-799d:103969/ssn.167273472010.08004 [2]余昆实用癌症杂志GATA4在肿瘤中的研究进展201328(2)10.3969/isn.10015930 [3]Chan hee Kang, Qi kai Xu, Timothy D Martin, Mamie Z Li. Science. The dna damage response induces inflammation and senescence by inhibiting autophagy of GATA4. September 2015: Vol 349no.6255 [4]http://www.independent.co.uknews/science/human-genome-study- e-less-essential-than-previously-thought-a6674001. html [5]http://www.genomebiology.com/2015/16/1/185. [6]应佑国中国急救医学氢分子抗氧化作用及其研究进展.103969/ss.10021949201012 [刀]孔令平汪华侨.端粒和端粒酶与衰老、癌症的潜在关系--2009年诺贝尔生理学或医 学奖简介印自然杂志.2009(06) [8] Shiqin Xiong, Nikolay Patrushev, Farshad Forouzandeh, Lula Hilenski, R. Wayne Alexander Cell PGC-1a Modulates Telomere Function and DNA Damage in Protecting against Aging-Related Chronic Diseases. Volume 12, Issue 9, p1391-1399, 1st September 2015 [9]Stephen S. Hall. Science.Feature: The man who wants to beat back aging.DOl: 10.1126
8 基于这一假设，研究员们将招募 15000 位志愿者进行双盲对照测试。志愿者 都是 70-80 岁的老年人，患有一到两种老年疾病。这一实验研究将持续 5 年，花 费达到了 5 千万美元。由于耗资巨大，因此研究员们也希望有更多的捐赠者能够 向这一项目捐款。 如果一切顺利进行，研究者们的期望值是，二甲双胍片对大约 30%接受治疗 的志愿者将有效果。巴齐拉伊博士同时认为这一研究将会带来经济效应。“我们 的研究旨在延长老年人的健康时间，提高人们的生活质量，减轻人们的经济负担。” 他解释道。根据美国生物信息技术中心 2013 年的一份文件指出，五十年来，抗 衰老领域带来的经济效益约为 7.1 万亿美元。 此外，巴齐拉伊博士还希望这一项目能够抗衡当下日益增长的抗衰老领域的 市场。因为这一领域目前尚是蓝海，而市面上有许多未经批准、未经测试的打着 ‘抗衰老’旗号的药物。 研究者们对这个项目的态度是十分谨慎的，以避免就其研究的目的做出错误 的发声。他们严格相信寿命能够被延长，但他们拒绝将衰老看做一种“疾病”， 或者说其能够被“治愈”。 “对于我们科学家而言，衰老是自然而然发生，且我们必须去敬畏的一件事”， 研究负责人说道。“这是我们人性里的一部分。我们从来不做可以‘延缓衰老’ 的事情，我们尝试做的事情，是增加我们的‘健康’寿命，而非寿命本身，虽然 这二者之间紧密相连。我们做的事情可以说是寻找一眼‘不老泉’。” FDA 现阶段拒绝就此项目发表评论。 然而，巴齐拉伊对项目十分乐观，“现阶段，FDA 明白这项研究非常重要， 如果研究成功，其影响将会是非常大的。” 参考文献 [1]Li S, Zhou X. Construction of luciferase reporter gene vector for human MUC5AC gene promoter and analysis of its transcriptional activity[J].Zhongnan Daxue Xuebao(Yixue Ban),2010,(08):792-799.doi:10.3969/j.issn.1672-7347.2010.08.004. [2]余昆.实用癌症杂志. GATA4 在肿瘤中的研究进展.2013,28（2）10.3969/j.issn.1001-5930. [3] Chan hee Kang, Qi kai Xu, Timothy D Martin, Mamie Z. Li. Science. The DNA damage response induces inflammation and senescence by inhibiting autophagy of GATA4. September 2015: Vol. 349 no. 6255 [4]http://www.independent.co.uk/news/science/human-genome-study-reveals-certain-genes-ar e-less-essential-than-previously-thought-a6674001.html. [5] http://www.genomebiology.com/2015/16/1/185. [6]应佑国.中国急救医学.氢分子抗氧化作用及其研究进展. 10.3969/j.issn.1002-1949.2010.12 [7] 孔令平,汪华侨. 端粒和端粒酶与衰老、癌症的潜在关系——2009 年诺贝尔生理学或医 学奖简介[J]. 自然杂志. 2009(06) [8]Shiqin Xiong, Nikolay Patrushev, Farshad Forouzandeh, Lula Hilenski, R. Wayne Alexander.Cell. PGC-1α Modulates Telomere Function and DNA Damage in Protecting against Aging-Related Chronic Diseases. Volume 12, Issue 9, p1391–1399,1st September 2015. [9]Stephen S. Hall. Science.Feature: The man who wants to beat back aging.DOI: 10.1126