研究發現實驗性藥物可「重啟」蛋白質生成 逆轉年齡相關的認知衰退

2020-12-12 中文業界資訊站

研究細胞壓力背後的機制及其對衰老的影響的科學家們發現,使用一種實驗性藥物成功地扭轉了小鼠的認知能力下降。這一發現不僅預示著對衰老及其對人類受試者影響的進一步研究,而且揭示了越來越多的被認為是由這類慢性壓力刺激的疾病。

這項研究是在加州大學舊金山分校進行的,科學家們花了多年時間來研究所謂的整合應激反應(ISR)的影響。一般來說,這是人體的一種健康功能,可以識別感染或細胞突變的跡象,並關閉細胞中的蛋白質生產機器,以清除任何可能造成麻煩的東西。

但有時過程中這並不能發揮應有的功能,反而會超速運轉,也會影響到常規的健康細胞。這就是所謂的慢性ISR激活,之前的研究已經將其與一系列神經系統疾病聯繫起來,包括阿爾茨海默病、多發性硬化症、帕金森病、唐氏綜合症和腦外傷。

正是其與腦外傷的聯繫激發了該團隊最新的研究思路,早先的研究發現,這些傷害帶來的認知能力下降與過早衰老有相似之處。科學家們一直在研究一種名為ISRIB(ISR InhiBitor)的實驗性藥物來解決慢性ISR激活問題,此前已有研究表明,ISRIB可以重新啟動蛋白質的產生,並為創傷性腦損傷後的記憶功能帶來改善。鑑於這些相似之處,該團隊開始探索其對衰老的影響。

「我們已經看到ISRIB如何恢復創傷性腦損傷動物的認知,在許多方面,這就像年齡相關的認知衰退的加速版,」研究作者Susanna Rosi說。"這似乎是一個瘋狂的想法,但詢問該藥物是否可以逆轉衰老本身的症狀只是一個合乎邏輯的下一步。"

隨後研究人員在老年小鼠身上進行實驗,訓練齧齒動物利用一個隱藏的平臺從迷宮中逃脫。這項任務的設置是為了探索與年齡相關的認知能力下降的影響,老年動物通常很難找到平臺。然而,科學家們發現,在為期三天的訓練項目中,每天服用少量的ISRIB,老年小鼠和年輕的小鼠一樣可以逃離迷宮,而且比沒有接受ISRIB治療的同齡小鼠要容易得多。

隨後,科學家們提高了難度,讓老年小鼠承擔從一個每天都會改變出口的迷宮中逃脫的任務。儘管這個實驗是在ISRIB治療後三周進行的,但老年小鼠的表現仍然與年輕小鼠相當,而沒有接受治療的小鼠仍然表現不佳。

給予第一劑ISRIB後,對小鼠海馬中的腦細胞進行觀察,發現典型的衰老標誌幾乎在一夜之間消失了。神經元的電活動變得活潑,對刺激反應靈敏,同時細胞之間的連接性變得更加強大,讓人聯想到在年輕小鼠身上看到的。

「ISRIB極快的效果首次表明,與年齡相關的認知損失的重要組成部分可能是由一種可逆的生理『阻塞 』引起的,而不是更永久性的退化,」 Rosi說。

除了這些影響之外,該團隊還發現ISRIB會影響免疫系統T細胞的功能,這為研究阿爾茨海默病和糖尿病等疾病的治療開闢了新的途徑,這些疾病與免疫系統老化有關。

「這讓我非常興奮,因為我們知道衰老對T細胞有深刻而持久的影響,這些變化會影響海馬體的大腦功能,」Rosi說。「目前,這只是一個有趣的觀察結果,但它給我們提供了一組非常令人興奮的生物學難題來解決。」

研究人員期望看到由於幹擾ISR中的一個重要機制而發生副作用,但到目前為止,他們的實驗沒有帶來任何影響。他們現在正在繼續研究ISRIB,以了解更多關於它如何對抗細胞壓力對衰老和其他狀況的影響。

「這幾乎看起來好得不能再好了,但對於ISRIB,我們似乎已經達到了一個理想的治療窗口操縱ISR的甜蜜點,」研究作者Peter Walter說。

該研究發表在《eLife》雜誌上。

相關焦點

  • 研究為阿爾茨海默病早期幹預提供了新的候選藥物
    原創 Arlene Weintraub 阿爾茨海默病許多患有阿爾茨海默病的人早在疾病被診斷出來之前就開始遭受腦白質(認知的關鍵調節器)的損失。如果這種損失能夠及早發現並停止,情況會怎樣呢?
  • 研究發現阿爾茨海默症潛在新靶標——葡萄糖代謝相關蛋白
    過去幾年中,有關阿爾茨海默症的研究焦點一直停留在澱粉樣蛋白和tau蛋白上,研究學者認為,這些蛋白在大腦中成團聚集是導致記憶力減退和其他明顯症狀的原因。日前,重磅科研雜誌Nature Medicine(《自然·醫學》)刊登了一項大型阿爾茨海默症相關蛋白研究的結果,為發現潛在治療靶點找到了新的突破口。
  • 哈佛大學科學家使用實驗性基因療法來有效逆轉小鼠的衰老過程
    哈佛大學的科學家使用一種實驗性基因療法來有效逆轉小鼠細胞的衰老過程,並成功地恢復了青光眼小鼠的視力。儘管仍處於早期階段,研究小組說這項研究是使用表觀遺傳學來減緩衰老症狀的概念證明。研究人員將三個關鍵基因發送到了幾組患有不同眼病的小鼠的視網膜中。在視神經受損的小鼠中,該療法有助於神經再生。該療法還有助於逆轉患有類似青光眼的小鼠以及與年齡相關的損傷的小鼠的視力喪失。
  • 多篇突破性研究直擊抗癌藥物新發現
    ,相關研究發表於國際雜誌Nature上。相關研究結果發表在國際學術期刊Journal of Medicinal Chemistry上。 這種叫做DON(6-重氮-5氧代-L- 正亮氨酸)的實驗性抗癌藥物是從70多年前在秘魯土壤發現的一種細菌中培養獲得,這種藥物能夠阻斷細胞對穀氨醯胺的利用。對不同晚期癌症病人進行的臨床試驗結果表明DON能夠使腫瘤萎縮,但同時會對胃腸道系統造成損傷,科學家們最終認為這種藥物對人體毒性太大。
  • 上海科學家發現精子發育過程中蛋白質翻譯激活的重要機制
    中國科學院分子細胞科學卓越創新中心(生物化學與細胞生物學研究所,簡稱「分子細胞中心」)劉默芳研究組與國內外多家實驗室合作,發現精子細胞內的PIWI/piRNA複合體可作為蛋白質生產的調控「機器」,激活小鼠精子細胞中蛋白質的翻譯,保障功能性精子的生成。該研究揭示了精子細胞中翻譯和蛋白質合成的新調控機制,為精子形成障礙及相關男性不育症的診斷治療提供理論依據和方法技術。
  • 開始跑步的那一刻,你就在逆轉生命的輪盤!
    如果你能夠切實遵循鍛鍊計劃,70 歲時,你將會擁有一副 45 歲的軀體,並永遠比自己的實際年齡小上 25 歲。你的大腦也會更年輕。最新研究顯示,運動對於大腦認知好處多多。 儘管數據來源不同,個體之間也存在差異,但是總的來說,健康運動時的認知效率會比久坐不動時提高 10%。
  • 騰訊AI Lab聯合研究登上Nature子刊 獨創方法提升蛋白質結構預測精度
    11月17日,騰訊公布了一項人工智慧助力藥物發現的新進展。  通過騰訊自研的提升蛋白質結構預測精度的新方法,聯合研究團隊首次解析了II型5a還原酶(SRD5A2)的三維結構,揭示了治療脫髮和前列腺增生的藥物分子「非那雄胺」對於該酶的抑制機制,這將有助於深化研究相關疾病的病理學機制及藥物優化。
  • Nature子刊:實驗性藥物為預防癌症復髮帶來了希望
    癌症研究的最大挑戰之一是如何防止已接受治療的患者復發,復發的原因是某些癌細胞能夠存活下來並生長成新的腫瘤。英國弗朗西斯·克裡克研究所的研究人員發表在《Nature Communications》上的文章中,確定了一種臨床上具有良好耐受性的藥物,可以防止小鼠復發癌症。
  • 騰訊「雲深智藥」用AI持續助力藥物發現
    11月17日,騰訊公布了一項人工智慧助力藥物發現的新進展,找出了脫髮的元兇,或許給這個靈魂問題一個答案。通過騰訊自研的提升蛋白質結構預測精度的新方法,聯合研究團隊首次解析了II型5a還原酶(SRD5A2)的三維結構,揭示了治療脫髮和前列腺增生的藥物分子「非那雄胺」對於該酶的抑制機制,這將有助於深化研究相關疾病的病理學機制及藥物優化。
  • 首發後的十年:精神分裂症與其他精神病患者的認知變化
    效應大小根據年齡、性別、種族和教育水平進行調整。不包括0的置信區間表示p,0.05的顯著性水平 精神分裂症和其他精神病患者的認知變化 研究人員比較了精神病組(精神分裂症和其他精神病性障礙)和對照組認知隨時間變化的情況,主要關注於智商衰退測試、廣義衰退假說和特異性假說三個方面。
  • 從上帝那裡偷時間,以色列科學家表示,找到了逆轉人類衰老的方法
    由特拉維夫大學教授埃夫拉蒂Shai Efrati以及沙米爾醫學中心的研究小組領導的最新研究發現,將64歲以上的健康成年人放置在加壓室內並每天接受純氧持續90分鐘,一周五天持續三個月,不僅延緩了衰老過程,而且試驗對像的衰老被逆轉了——神不神奇,震不震驚?
  • 研究發現天使症候群致病機制和潛在藥物靶點—新聞—科學網
    該研究描述了泛素連接酶UBE3A通過調控磷酸酶PP2A的激活因子PTPA的泛素化降解,進而影響磷酸酶活性的一條信號通路,並揭示了該信號通路的異常是介導UBE3 A缺失導致的天使症候群的新的病理機制,為治療該疾病提供了新的藥物靶點。   在神經元中,UBE3A主要表達來自母方的等位基因,極少表達或不表達父方來源的等位基因。
  • 肺癌合併間質性肺炎藥物治療研究進展
    由於大多數肺癌的藥物臨床試驗均排除了ILD患者,因此目前仍沒有LC-ILD的標準藥物治療方案。相關研究綜述如下: 細胞毒性藥物 有研究表明化療是NSCLC-ILD患者的有效治療方法,但化療可能與較高的AE-ILD發生率有關。
  • 2020年JAMA十大醫學研究與發現|JAMA|抑鬱症|醫學|研究|患者|手術|...
    他們研究了在過去16年中,年齡在50~71歲之間的人群,這些人群有來自底特律和亞特蘭大兩個主要城市的179068名女性和237036名男性。納入該資料庫的中位年齡為62。 研究人員發現,那些攝入植物性蛋白質超過平均數量的人,無論男女,死亡率都比平均死亡率低5%。他們還發現,食用的植物性蛋白質越多,他們的壽命就越長。
  • 衰老和飲食或會改變機體腸道上皮細胞的蛋白質組特性!
    2020年5月26日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一項刊登在國際雜誌Cell Reports上的研究報告中,來自德國弗裡茨-李普曼研究所—萊布尼茨老齡化研究院等機構的科學家們通過研究發現,衰老和飲食或會導致腸道上皮細胞中蛋白質組發生改變。
  • 抗衰老聲勢下,研究揭示抗衰老分子消失之謎
    整個20世紀,科學家都試圖發現衰老的秘密。從衰老的本質來說,衰老的發生一般是從微小的基因層面上開始的。這與染色體和染色體端粒密切相關。一般來說,染色體的端粒會把染色體保護起來,而端粒縮短,則會導致染色體不斷地縮短,基因不斷丟失。這個過程,從基因學的角度來說,就是人類衰老的過程。
  • 科學家首次逆轉細胞衰老,多吸氧就夠了!
    根據此前英國《自然》雜誌發表的新研究發現:人類壽命極限可能增加到125歲。 人類衰老是一個自然過程,是許多病理、生理和心理過程的綜合作用的必然結果,表現為結構的退行性變和機能的衰退,適應性和抵抗力減退。 從生理來說,人體的細胞時時刻刻都在複製分化,細胞的更替也就是人類生理衰老的過程。
  • 從新冠藥物和疫苗的研究進展,可以 get 哪些思路?
    全球正在研發的 SARS-CoV-2 疫苗已有 200 多種,WHO 可查詢新冠 48 個在臨床試驗中,12 個已經進入 3 期臨床試驗,各國正考慮緊急開啟疫苗接種程序。 雖然疫苗與藥物尚未問世,但已有多項研究取得突破進展,有望應用於臨床。