皮膚鬆弛,法令紋越來越深;精力變差,生個小病也得休整良久;骨量減少,磕碰一下就發生了骨折……隨著年齡的增長,這些衰老標誌也「紛至沓來」,提示我們青春不再。護膚品、保健品、運動健身……人們都渴望通過可靠有效的手段重返年輕時候的活力,從而延緩甚至逆轉衰老,改善衰老引起相關的症狀。
近日,來自四川大學口腔疾病研究國家重點實驗室/華西口腔醫院的袁泉教授團隊在權威期刊Nature Communications發表論文表明,天然代謝物α-酮戊二酸(Alpha-ketoglutarate, αKG)能有效延緩衰老相關的骨質疏鬆,改善老齡MSCs的細胞活性,提示αKG在骨質疏鬆治療中的臨床應用前景。
如何抵抗衰老,如何緩解衰老引起的相關疾病或症狀,一直以來都是科學家們關注的熱點問題。衰老表現為細胞、組織、器官水平上慢性和進展性的功能失調,導致機體對外界的不良刺激的抵抗力減弱,因此更易罹患各種疾病。骨質疏鬆作為最具代表性的衰老相關疾病之一,是骨骼微環境中各組分(細胞、細胞因子、免疫反應等)的功能活動失調所致,而骨髓間充質幹細胞(Mesenchymal stem/stromal cells, MSCs)定向分化的紊亂被視為其中的重要因素。
α-酮戊二酸(Alpha-ketoglutarate, αKG)作為三羧酸循環中的關鍵性中間代謝產物,不僅是細胞信號轉導的關鍵分子,也是能量代謝的重要載體。2014年,先後發表於Nature的兩項研究均提示了α-酮戊二酸在抗衰老方面的潛在前景。α-酮戊二酸不僅能維持胚胎幹細胞的多向分化潛能,還能有效延緩線蟲的衰老,明顯延長線蟲的壽命。最新發表於Cell Metabolism的研究表明,在飲食中添加α-酮戊二酸可延長小鼠壽命並降低其晚年死亡率。然而,α-酮戊二酸對於衰老相關骨代謝活動的影響和機制尚待研究。
因此,袁泉教授帶領的研究團隊將目光聚焦於潛在的抗衰老分子——α-酮戊二酸,探究其在衰老相關骨質疏鬆中的作用和分子機制。該課題組發現,相比年輕小鼠/大鼠,老齡小鼠/大鼠的αKG循環水平明顯下降,而飲水中添加α-酮戊二酸能有效提高老齡小鼠和老齡大鼠αKG血清含量。數據顯示,α-酮戊二酸飼餵可增加老年小鼠的剩餘骨量並減緩成年小鼠的增齡性骨丟失,提高骨代謝活性;促進老齡大鼠的骨缺損修復速度和骨改建活性。
進一步的研究表明,體外給予α-酮戊二酸能有效提高MSCs細胞內αKG水平,改善老齡MSCs的增殖活性、克隆形成能力和遷移能力等一系列基本特性,尤其是成骨向分化能力。同時,α-酮戊二酸能延長MSCs 的體外培養壽命,下調衰老相關基因的表達,改善衰老相關標誌物在細胞內的累積。機制方面,研究人員發現α-酮戊二酸可通過下調老齡MSCs中H3K9me3 和 H3K27me3的整體水平以及兩者在關鍵靶基因啟動子上的富集,改善老齡MSCs衰老相關表型並促進MSCs成骨分化活性能。
由此,這一突破性的研究首次闡明了α-酮戊二酸在改善衰老相關骨質疏鬆中的積極作用並深入揭示了其中的分子機制,提示其作為一種潛在的、新型且安全的天然分子,在未來的抗衰老治療,特別是衰老相關骨質疏鬆治療中的巨大前景。
來源:新浪四川
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