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返老还童新思路:激活干细胞

日期:2015年6月19日 10:26

长生不仅一直是人类的梦想,抗衰老也一直是生物学研究的热点。现在关于抗衰老的方法中,比较公认最可能有效果的是热量限制、白黎芦醇、二甲双胍、雷帕霉素这几种,其中被人类广泛使用的应该是二甲双胍,因为这是一种最广泛的糖尿病药物,效果理想,副作用小,个人认为二甲双胍是最可能被常规使用的抗衰老药物。其他的手段如热量限制和雷帕霉素由于存在副作用和难以坚持,不太可能进行长期的临床研究,白黎芦醇虽然副作用小,但并没有成为临床药物。最新的这一动物实验研究是从干细胞角度出发,利用压制TGF-β受体活性的思路,增加肌肉和神经干细胞,达到恢复青春的目的。不过,干细胞活性下降一方面是衰老的自然表现,另一方面或许是维持内环境稳态的必然,贸然调节这种多功能重要受体,产生的多种未知效应需要当心,况且让干细胞启动的作用和启动癌症的效应类似。

最近加州大学伯克利分校科学家发现,一种小分子药可使小鼠大脑和肌肉内衰老干细胞重新振作,这个药物可能会使人类衰老的机体组织重新焕发青春。这项研究发表于Oncotarget杂志上。

转化生长因子-β(TGF-β)是一多功能蛋白质,可影响多种细胞的生长,分化、细胞凋亡及免疫调节等功能。TGF-β属于转化生长因子-β超家族蛋白,包括β1、β2和β3三个亚型。TGF-β可以结合激活细胞表面TGF-β受体。转化生长因子-β受体是丝氨酸/苏氨酸激酶受体。其信号传递可以通过SMAD信号通路[2]和/或DAXX信号通路。

随着年龄增长,组织微环境中一些生化物质会逐渐失衡,导致干细胞功能逐渐下降。研究人员发现,衰老会增强大脑海马内转化生长因子(TGF-β)信号,TGF-β下游信号分子pSmad3也提高。同样的变化在骨骼肌中也可观察到。TGF-β是由小胶质细胞和内皮细胞产生的。用一种TGF-β受体I激酶抑制剂的小分子化合物,可成功作用于老年小鼠大脑和肌肉细胞,更新干细胞功能,使动物变得大脑更聪明,肌肉更强壮。在小鼠大脑和肌肉中均可检测到β2微球蛋白,β2微球蛋白是MHC I型分子的组分之一。提示年老组织中TGF-β可促进炎症的发生,并不行使其传统抑制免疫的功能。因此,抑制TGF-β信号通路,使β2微球蛋白正常化可使小鼠恢复年轻状态。

这项研究增进了我们对年老组织干细胞的认识,使用抑制TGF-β信号通路的小分子化合物,可缓解肌肉及大脑的海马区的衰老过程。这些发现为开发新型临床治疗药物,促进使年老动物肌肉和神经再生,提供了理论依据。

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