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2018年度巨献:重磅级文章解读衰老领域研究新进展!

来源:本站原创 2018-12-27 22:58

时至岁末,转眼间2018年就要结束了,在即将过去的这一年里,科学家们在衰老研究领域取得了多项研究成果,本文中,小编就对2018年的重要研究成果进行梳理解读,分享给大家!

【1】Immunity:肠道菌群竟会诱发机体衰老?

doi:10.1016/j.immuni.2018.09.017

多年以来,科学家们一直在研究栖息于人类机体肠道中的不同细菌群落是如何对机体功能产生显著影响的,包括机体免疫系统等;肠道菌群有时被称为“共生菌”,其存在于所有生活在一定功能平衡下的动物机体中,当这种平衡被打破后就会诱发宿主机体出现共生失调(commensal dysbiosis)的表现,比如疾病或药物,这常常与一系列疾病有关,甚至会降低机体的寿命,尽管科学家们进行了大量研究,但目前他们仍然并不清楚肠道菌群是如何影响机体健康的。

近日,一项刊登在国际杂志Immunity上的研究报告中,来自瑞士洛桑联邦理工学院的科学家们通过研究阐明了免疫系统出现问题后如何诱发宿主机体发生共生失调,从而促进年龄相关疾病的发生。文章中,研究者对黑腹果蝇进行了相关研究,黑腹果蝇是一种常用来研究肠道菌群生物学特征的模式生物,研究人员想通过研究阐明肠道菌群和免疫系统之间的相互作用,他们重点对一种名为肽多糖识别蛋白SD(PGRP-SD)的受体蛋白进行研究,这种蛋白属于一类模式识别受体,2016年研究人员发现,PGRP-SD能够检测外源性细菌病原体,并刺激果蝇机体中的免疫系统抵御病原体的感染。

【2】Aging:不可思议!阿奇霉素竟能减缓细胞衰老延长机体寿命

doi:10.18632/aging.101633

近日,一项刊登在国际杂志Aging上的研究报告中,来自索尔福德大学的科学家们通过研究发现,特殊的抗生素或有望作为延长机体寿命的新型药物;文章中,研究人员首次发现,一种FDA批准使用的抗生素阿奇霉素能有效靶向作用并消除培养液中的衰老细胞,此外,研究人员还对比了一系列FDA批准的药物对正常细胞和衰老细胞的影响差异,这些细胞来自于人类皮肤和肺部。

当单一剂量使用时,阿奇霉素能以高达97%的效率选择性地杀灭并消除衰老细胞,此外,这种抗生素并不会对正常健康细胞产生影响。研究者Michael P. Lisanti说道,阿奇霉素是一种相对温和的抗生素,此前研究人员发现其能将将囊性纤维化患者的寿命延长数年;最初,研究人员利用阿奇霉素来杀灭囊性纤维化患者机体中的有害细菌,而这项研究中,研究人员却发现,这种抗生素能消除患者机体中炎性的成纤维细胞,话句话说,就是能除去与机体衰老相关的衰老细胞。

【3】Science子刊:一种肠道细菌可逆转胰岛素抵抗性,有望具有强大的抗衰老作用

doi:10.1126/scitranslmed.aat4271

在一项新的研究中,来自美国国家老化研究所的研究人员在小鼠和恒河猴中研究了因清除A. muciniphila而引发的一系列分子事件。他们评估了恢复这种肠道细菌对年老小鼠的影响。相关研究结果发表在2018年11月14日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Commensal bacteria contribute to insulin resistance in aging by activating innate B1a cells”。

首先,这些研究人员记录到相比于年轻小鼠的肠道,年老小鼠的肠道具有明显较少的A. muciniphila群体,而且随着A. muciniphila变得更加稀少,作为肠道关键保护分子之一的丁酸盐也是如此。这两者的缺乏导致年老小鼠肠道的粘膜变薄并发生渗漏。这个破坏性过程引发了一系列触发炎症的事件,促进免疫反应产生,并且最后一步就是这增加了胰岛素抵抗性。

【4】Cell:科学家破解皮肤衰老难题!成纤维细胞失去身份特征或是罪魁祸首!

doi:10.1016/j.cell.2018.10.012

随着年龄增长,机体的组织会失去功能,并在受到损伤后失去再生的能力,近日,一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中,来自巴塞罗那生物医学研究院等机构的科学家们通过研究解释了皮肤成纤维细胞是如何衰老的。

研究者表示,这些皮肤成纤维细胞会使其细胞身份,就好像忘记它们是什么一样,因此细胞的活性会发生改变,从而影响机体组织的健康。本文研究揭示了机体衰老所影响的细胞和分子通路,这样研究人员就有望通过操控这些通路来减缓甚至逆转皮肤的衰老过程。

皮肤成纤维细胞对于胶原蛋白和其它组成真皮的蛋白的产生非常关键,同时其对于保护皮肤屏障的功能以及修复皮肤损伤也很重要;随着机体年龄的增长,真皮就会失去产生胶原蛋白的能力,而且其修复伤口的能力也会明显被损伤。研究者Salvador Aznar Benitah博士说道,老年人常常会面对这些问题,因为其机体皮肤并不能正常愈合,而且屏障功能也会下降,这就会增加皮肤感染和机体系统性感染的风险。

【5】Nature:重大进展!阻断酶ACMSD可增加肾脏和肝脏中的抗衰老分子水平

doi:10.1038/s41586-018-0645-6

当前,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)是营养学研究中的一个主要对象。已有研究表明,NAD+浓度在衰老过程中会降低,而且恢复体内的NAD+水平能够延长健康寿命(health span),甚至延长寿命(life span),这就使得它成为营养科学、医学甚至制药学等领域中众多研究的焦点。

从生物学的角度来看,NAD+被称为“辅酶(co-enzyme)”---一种必需的分子,协助酶在细胞中执行它的反应。NAD+是所有活细胞中多种代谢酶的一种常见的辅酶,这意味着它密切地参与能量产生并保持细胞存活和健康。

在一项新的研究中,来自瑞士和意大利的研究人员发现了一种增加肾脏和肝脏中NAD+水平的新方法:阻断一种限制它产生的酶。相关研究结果于2018年10月24日在线发表在Nature期刊上。

【6】Cell: 衰老与神经退化之间的分子机制

doi:10.1016/j.cell.2018.07.041

几十年来,研究者们移植致力于揭示神经退行性疾病的发生机制。近年来,一系列因子,包括遗传突变以及病毒感染等,都被认为与疾病的发生存在相关性。

由于衰老是导致神经退行性紊乱的最主要的因素,因此对这一相关性的内在机制的理解显得尤为重要。最近,来自哈佛大学医学院的研究者们提供了新的线索。在最近发表在《Cell》杂志上的一篇文章中,研究者们发现了衰老与ALS(肌萎缩)以及额颞叶痴呆(FTD)之间的联系。后两者都是神经退行性疾病的遗传风险因素。

【7】Science:血清中的特殊蛋白网络或会影响机体衰老

doi:10.1126/science.aaq1327

近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自冰岛和美国的研究人员通过研究进行了一项特殊的血清调查,结果发现了能参与机体衰老过程的多个蛋白网络。

此前研究中,研究人员通过研究发现,当年老的小鼠机体的血液系统与年轻的老鼠相连接时,老年小鼠或会经历与年龄相关器官退化方面的改善,因此研究人员就推测,机体老化或许是由血液中的某些成分诱发的,为此研究人员就想通过研究机体循环系统中的蛋白质来检测这一假设。

这项研究中,研究人员对来冰岛5457名个体机体的血液样本进行分析,这些个体的年龄均在65岁以上,而且其都参与到了一项名为年龄-基因/环境易感性(Age, Gene/Environment Susceptibility)的研究项目中,研究者所选出来的志愿者能够代表冰岛居民的各个方面,对志愿者机体血液分析的主要部分就是建立一组DNA核酸适体(aptamers),即能结合蛋白质的短链序列,这些核酸适体能用来识别已知或未知的蛋白质,同时来自志愿者体内的血清也会与这组适体进行比对,随后研究人员会通过计算机来进行分析寻找适合的匹配模式。

【8】Sci Rep:多次怀孕会使得女性细胞衰老的更快

doi:10.1038/s41598-018-29486-4

最近一项由西北大学研究者们做出的研究表明:多次怀孕的女性的细胞更加容易衰老。

这项研究是由来自西北大学的研究者Calen Ryan等人做出的,这项研究结果揭示了为什么生育有多个子女的女性更加容易体现出衰老的特征。

相关结果发表在最近一期的《Scientific Reports》杂志上,该研究中作者分别研究了两种标志着细胞衰老的标记物:端丽长度以及表观遗传学的年龄。

【9】Nat Med:重大进展!衰老细胞杀伤药物有望逆转衰老和延长寿命

doi:10.1038/s41591-018-0092-9

根据一项新的研究,将衰老细胞注射到年轻小鼠中可导致它们丧失健康和功能,但是联合使用两种现有药物治疗这些小鼠可清除组织中的衰老细胞并恢复身体功能。这些药物还会延长自然衰老小鼠的寿命和健康寿命。相关研究结果于2018年7月9日在线发表在Nature Medicine期刊上。

在这项新的研究中,由美国梅约诊所的James L. Kirkland博士领导的一个研究团队发现即便将少量衰老细胞注射到年轻的健康小鼠体内也会导致产生身体功能障碍的损伤。这些研究人员还发现组合使用达沙替尼(dasatinib, D)和槲皮素(quercetin, Q)进行治疗能够阻止细胞损伤,延缓身体功能障碍产生,而且当用于自然衰老的小鼠中时,还能够延长它们的寿命。

【10】Cell:利用人工智能绘制衰老大脑的基因表达图谱

doi:10.1016/j.cell.2018.05.057

在一项新的研究中,来自比利时鲁汶大学(VIB-KU Leuven)Stein Aerts教授及其团队首次在果蝇衰老过程中绘制出每个脑细胞的基因表达图谱。由此产生的“细胞图谱”为大脑在衰老过程中的运作提供了前所未有的见解。这种细胞图谱被认为是开发有助于更好地理解人类疾病发展的技术而迈出重要的第一步。相关研究结果于2018年6月14日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“A Single-Cell Transcriptome Atlas of the Aging Drosophila Brain”。

果蝇的大脑由大约10万个细胞组成,尽管它比人脑小得多,但它包含数百种不同类型的神经元和其他形成复杂网络的细胞,非常像人类大脑。erts解释道,“为了真正理解大脑的运作,即使对像果蝇一样小的有机体,我们也需要放大观察每个细胞。所有的器官和组织都由许多不同的细胞组成,这些细胞彼此之间进行沟通来执行它们的特定功能。尽管它们具有相同的DNA,但它们都表达一组不同的基因,因此为了理解真正发生了什么,我们需要知道哪些细胞在做什么和什么时候做。”

【11】Aging:基因或许在机体衰老过程中扮演着神秘的角色

doi:10.18632/aging.101413

我们对衰老都很熟悉,确切地说,阐明机体衰老的分子机制一直是科学家们研究的热点话题,不同物种的年龄都是不同的,而我们并不是完全理解其中的原因;大多数哺乳动物的基因数量都比较相近,其中很多都展现出了保守的功能,然而不同哺乳动物的寿命会存在几个数量级的差异,比如,小鼠和较小的动物的寿命就较短,而其它动物,比如裸鼹鼠、鲸鱼、大象和灵长类动物的年龄就相对较长。

这些物种机体基因组的差异是如何让它们的寿命更长的呢?随着数百种物种完整基因组的出现,研究人员才能够开始根据不同物种基因组的差异来比较其寿命的差异。近日,一项刊登在国际杂志Aging上的研究报告中,来自明尼苏达大学的科学家们通过研究发现,控制基因表达的区域或许能够进化地包含更多的表观遗传开关,而其将会占到机体所有基因的5%左右。

【12】Cell Metab:热量限制或有助延缓人体衰老

doi:10.1016/j.cmet.2018.02.019

在首批探究热量限制(calorie restriction, 也译作卡路里限制)对人体影响的研究中,一项新的研究证实在两年内将热量摄入量减少15%,可延缓衰老和代谢,并阻止年龄相关疾病。这项研究发现热量限制会降低与阿尔茨海默病和帕金森病等年龄相关神经疾病、癌症、糖尿病和其他疾病相关的全身性氧化应激。相关研究结果于2018年3月22日在线发表在Cell Metabolism期刊上。

研究者Leanne M. Redman表示,限制卡路里能够减慢你的基础代谢,而且如果代谢副产物加速衰老过程,那么几年内持续进行卡路里限制可能有助于降低慢性疾病的风险并延长寿命。 CALERIE是首个用于测试热量限制对非肥胖人群的代谢影响的随机对照试验。这项临床研究的第2阶段报道了53名年龄在21岁至50岁之间的健康非肥胖男性和女性在2年内将热量摄入降低了15%的结果,并进行了代谢测量和氧化应激测量。通过测量在2周内这些参与者的分子和组织吸收的同位素比率计算每个人摄入的热量下降。这种测量技术可准确地确定维持体重的热量水平。

【13】Human Reproduction:震惊!生孩子或让母亲端粒衰老11年!

doi:10.1093/humrep/dey024

一项由乔治梅森大学全球和社区卫生系的研究人员完成的新研究发现和没有生过孩子的女性相比,生过孩子的女性端粒更短。端粒是我们染色体上DNA末端的帽子,可以帮助DNA复制,但是会随着时间延长而变短。过去研究已经发现端粒的长度与发病率和死亡率有关,但是这项研究是第一项检测生孩子与端粒长度关系的研究。

研究人员报道,生过孩子的女性的端粒长度相当于11年后端粒的长度,换句话讲,生孩子使女性衰老了11岁。而这个长度变化甚至比报道的吸烟或者肥胖导致端粒长度的变化程度更大。领导该研究的Anna Z. Pollack教授指出:“尽管有这些数据,我们也无法下结论说生孩子与端粒缩短有关,或者仅仅那些生过孩子的女性的端粒开始变短。”还需要考虑的其他因素包括压力和社会支持,以及是否男性身上也有相似的现象。

【14】Sci Rep:大脑可能在25岁就开始衰老!

doi:10.1038/s41598-018-21038-0

物理学家们已经发明了一种新方法探索大脑功能,为神经退行及衰老相关疾病的诊断开启了新思路。这种新的非侵入性手段可以用于诊断多种基于心血管和代谢相关的大脑疾病。来自英国兰卡斯特大学和波兰格但斯克医科大学的研究人员揭开了头皮和头盖骨之间的脑脊液波动的秘密。

来自波兰格但斯克工业大学的研究人员发明了一种非侵入性记录设备用于记录这种半透明的液体,格但斯克医科大学和加拿大里贾纳大学的研究人员用这个设备记录了健康志愿者的脑脊液信息。

通过使用兰卡斯特大学研究人员开发的方法,研究人员发现脑脊液在大脑中的循环是高度变化的,这种变化很慢,但是与呼吸节律和心跳速率有联系。

【15】Nature:挑战常规!不是α-Klotho蛋白,而是FGF23蛋白才具有抗衰老功能

doi:10.1038/nature25451

在一项新的研究中,来自中国温州医科大学、美国纽约大学医学院和德克萨斯大学西南医学中心的研究人员解析出一种被称作α-Klotho的蛋白的分子结构,以及它如何协助传递一种延缓衰老的激素信号。相关研究结果于2018年1月17日在线发表在Nature期刊上。

这项研究驳斥了一项存在了20年的猜测---以纺织生命之线的希腊女神Klotho的名字命名的α-Klotho蛋白是一种重要的抗衰老激素。相反,这些研究结果将这种功能归因于成纤维细胞生长因子23(FGF23),并且解释了α-Klotho如何协助FGF23介导它的抗衰老作用。

早在1997年的研究就已表明,经过基因操纵缺乏α-Klotho或FGF23小鼠过早地衰老,包括早发性心血管疾病、癌症和认知下降。通过首次研究包括FGF23、它的受体蛋白(FGFR)和α-Klotho在内的一组相关蛋白的结构,当前的这项研究推翻了α-Klotho独自地作为一种长寿因子发挥作用的主流观点。(生物谷Bioon.com)

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