延缓衰老的“硬核”科技指南
木落识岁秋,瓶冰知天寒。衰老,即增龄性衰老,表现为一系列难以逆转的组织器官健康水平与功能下降,导致衰老相关疾病如阿尔兹海默症、心血管疾病和骨关节炎等的高发。随着现代科技的发展,人们逐步意识到干预衰老速度和寿命长度,或能防治衰老相关疾病、实现健康衰老。科研人员将衰老的新型研究技术与疾病模型结合,追本溯源,发现衰老过程中干细胞耗竭增加、衰老细胞清除率减少、细胞间通讯改变以及营养感受失调,且衰老细胞表现出基因组不稳定、表观遗传修饰改变以及端粒缩短等特征。然而,“知天命”并不等于“听天由命”。当前,科研人员将目光聚焦于小分子药物治疗、干细胞治疗、基因治疗、科学节食以及运动等方面,期望通过对特定组织器官或机体的衰老水平进行干预,从而促进生理上保持更年轻和更健康的状态。
① 小分子药物干预
寻找可干预衰老进程以及延长健康寿命的“灵丹妙药”是衰老研究的一个关键方面。目前最具前景的延缓衰老药物主要有雷帕霉素、二甲双胍、亚精胺、NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)补充剂、Senolytics类药物等。这类药物通常在模式动物甚至是人体内表现出明显的延缓衰老效果,且副作用低,安全性好,是延缓衰老药物界的“扛把子”。
以mTOR抑制剂雷帕霉素为例,早在2009年便被证明能够延长老年小鼠的寿命,不同的研究表明其除了能延缓衰老,还能提高健康寿命,对衰老相关疾病如改善认知水平,预防癌症都有“奇效”。雷帕霉素目前已通过FDA批准并使用于临床治疗。
二甲双胍在线虫和小鼠中已发现具有延长寿命的作用,而在人体中,一项Cardiff大学回顾性研究报道二甲双胍治疗的II型糖尿病患者的中位数生存时间比非患者更长。2015年,美国FDA还通过了TAME(Targeting Aging With Metformin)项目开展二甲双胍人体衰老干预研究。
亚精胺水平随衰老而下降,已有研究报道饮食中补充亚精胺可以延长酵母、线虫、果蝇和小鼠的寿命。2011年,Hadassah-Hebrew大学的科学家发现亚精胺能促进人毛发生长和上皮干细胞功能。2019年,牛津大学Anna Simon等人发现亚精胺减慢人类B细胞衰老速度。
此外,小有名气的NAD+也不甘示弱,多项小鼠的研究表明,它能够延长健康寿命,如Shin-ichiro Imai及Rafael de Cabo团队发现烟酰胺单核苷酸或烟酰胺处理小鼠能够改善小鼠健康状态。
近期的“不老药”新秀Senolytics类药物逐渐为人们所知,这类药物最显著的特点就是能靶向清除衰老细胞。Senolytic药物可延缓或抑制动脉粥样硬化、糖尿病、肌少症和骨关节炎等衰老相关疾病。例如James L. Kirkland团队使用清除衰老细胞的药物(达沙替尼和槲皮素组合)处理小鼠,显著提高年老小鼠的身体机能且延长寿命。邓宏魁团队开发了SSK1药物,能够靶向半乳糖苷酶消除衰老细胞,减轻衰老小鼠的炎症反应,改善机体功能。也有不少药物公司,如Senolytic Therapeutics已开展此类药物的开发。
不仅如此,“长寿套餐”还加入了奥替普拉、维生素C、槲皮素等成员,中科院刘光慧团队研究发现这些药物能够延缓人类干细胞衰老。相信未来将有更多适用于临床的延缓衰老小分子药物被发掘与研究,减轻衰老相关疾病患者的负担,提高生活质量。
② 干细胞治疗
衰老过程还与干细胞数量和活性降低有关,而干细胞是受损组织或细胞再生潜力的来源。近年来,诱导多能干细胞(iPSC)、间充质干细胞(MSC)在再生医学和衰老相关疾病干预领域中备受关注。
诱导多能干细胞原则上可以分化成各种类型的细胞,如成纤维细胞、神经细胞和血管内皮细胞等;间充质干细胞也具有一定的分化能力,能分化为成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、肌细胞等。临床上,将分化的细胞移植至炎症或不同受损部位,通过产生具有生物活性的化学因子来促进受损组织修复。
这类干细胞疗法已被证明可以治疗许多衰老相关疾病。如Tom K Kuo等人利用骨髓来源的小鼠间充质干细胞移植,成功挽救了实验性肝衰竭症状,促进肝脏再生,为肝脏疾病的治疗提供了一种可能的替代器官移植的治疗方法。Damian Garcia-Olmo等人利用脂肪间充质干细胞移植治疗克罗恩病,该研究已进入三期临床试验,一年后随访康复率可达50%。
2018年,中科院周琪和胡宝洋团队在帕金森病猴模型中进行人胚胎干细胞来源的神经细胞移植治疗的尝试并取得了显著效果,目前已经开展首批临床研究。这些报道表明,干细胞治疗在多种组织方面具有促进再生与缓解衰老相关疾病有广泛的应用前景。
③ 基因治疗
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