科學家研究發現細胞老化的新原因

南加州大學維特比工程學院的新研究可能是我們理解老化過程的關鍵。這些發現有可能為更好的癌症治療和革命性的新藥鋪平道路，這些藥物可以在晚年大大改善人類的健康。

這項工作由化學工程和材料科學助理教授尼克·格雷厄姆和他的團隊與生物科學和生物醫學工程教務長斯科特·弗雷澤和Zohrab A.Kaprielian工程研究員王平合作完成。生物化學雜誌.

格雷厄姆說：「要從青春之泉中喝水，你必須弄清楚青春之泉在哪裡，並了解青春之泉在做什麼。」「我們的做法正好相反；我們正試圖研究細胞老化的原因，這樣我們才能設計出更好的衰老療法。」

是什麼導致細胞衰老？

為了實現這一目標，主要作者AlirezaDelfarah，格雷厄姆實驗室的研究生，專註於衰老，這是細胞永久停止產生新細胞的自然過程。這一過程是與年齡相關的下降的主要原因之一，表現為關節炎、骨質疏鬆和心臟病等疾病。

「衰老細胞實際上與乾細胞相反，乾細胞具有無限自我更新或分裂的潛力，」Delfarah說。「衰老的細胞再也不能分裂了。這是細胞周期阻滯的不可逆轉狀態。」

研究小組發現衰老的細胞停止產生一種叫做核苷酸的化學物質，它是DNA的組成部分。當他們接受年輕的細胞並迫使他們停止產生核苷酸時，他們就會衰老，或者變老。

Delfarah說：「這意味著核苷酸的產生對於保持細胞的年輕是必不可少的。」「這也意味著，如果我們能夠阻止細胞失去核苷酸合成，這些細胞的衰老可能會更慢。」

格雷厄姆的研究小組檢查了增殖活躍的年輕細胞，並餵給它們標記有穩定碳同位素的分子，以追蹤細胞所消耗的營養物質是如何被加工成不同的生化途徑的。

ScottFraser和他的實驗室與研究小組合作開發了這些結果的3D圖像。這些圖像出人意料地揭示了衰老細胞通常有兩個細胞核，而且它們不合成DNA。

在此之前，衰老主要在成纖維細胞中進行研究，成纖維細胞是構成動物結締組織的最常見的細胞。格雷厄姆的團隊轉而關註上皮細胞是如何衰老的，身體器官和結構表面排列的細胞以及大多數癌症發生的細胞類型。

格雷厄姆說，衰老最廣為人知的是人體抵禦癌症的屏障：當細胞受到可能發展為癌症的損害時，它們就會進入衰老，停止增殖，從而使癌症不會發展和擴散。

格雷厄姆說：「有時人們說衰老是一把雙刃劍，它可以預防癌症，這是一件好事。」「但是，它也會促進衰老和疾病，如糖尿病，心功能不全或動脈粥樣硬化和一般組織功能障礙，」他說。

格雷厄姆說，目標並不是完全防止衰老，因為這可能釋放癌細胞。

他說：「但另一方面，我們希望找到一種去除衰老細胞的方法，以促進健康的衰老和更好的功能。」

格雷厄姆說，該研究小組的研究成果已應用於正在出現的衰老藥物領域，即開發能夠消除衰老細胞的藥物。他說，人類臨床試驗仍處於早期階段，但對小鼠的研究表明，通過消除衰老細胞，小鼠衰老更好，壽命更長。

格雷厄姆說：「他們可以服用一隻正在老化和功能減退的老鼠，用抗衰老藥物治療它，以消除衰老的細胞，老鼠就會恢復活力。如果說有什麼區別的話，那就是這些衰老的藥物是青春的源泉，」格雷厄姆說。

他補充說，為了設計成功的抗衰老藥物，必須確定衰老細胞的獨特之處，這樣藥物才不會影響正常的、非衰老的細胞。

格雷厄姆說：「這就是我們將要進入的領域-研究衰老細胞的新陳代謝，並試圖找出衰老細胞是如何獨特的，這樣你就可以圍繞這些代謝途徑設計有針對性的治療方法。」