Nature子刊:逆轉皮膚衰老的關鍵在線粒體

2020-11-22 健康一線視頻網

長皺紋、脫髮是很多人衰老的典型現象。這一表徵是否可以逆轉？現在，科學家們在小鼠身上驗證了這一可能。他們發現，當線粒體功能受損，小鼠會在幾周內皮膚起皺、大面積掉毛髮。更意外的是，關閉引發功能障礙的突變可讓小鼠「重返年輕」——衰老症狀得到緩解。

圖片來源：Pixabay

7月20日，《Cell Death & Disease》期刊發表了這一篇題為「Reversing wrinkled skin and hair loss in mice by restoring mitochondrial function」的文章。由阿拉巴馬大學伯明罕分校（UAB）醫學院的遺傳學教授Keshav Singh帶領的團隊發現，引發這一奇妙「現象」的突變發生在核基因中，關聯著線粒體功能。

線粒體功能障礙引發衰老

線粒體是維持細胞能量供給、有氧呼吸的主要場所。伴隨著衰老，線粒體功能也會逐漸衰退。更要命的是，線粒體功能障礙容易引發一系列年齡相關性疾病，例如心血管疾病、糖尿病、年齡相關性神經疾病和癌症等。

在這項研究中，Keshav Singh以小鼠為模型，利用抗生素強力黴素（doxycycline）誘導與線粒體功能障礙有關的突變，引發線粒體DNA缺失。

結果發現，當食用添加有強力黴素的食物或者飲用水4周內，這些小鼠的頭髮會變白、掉發、行動遲緩、無精打採，這些變化類似於自然衰老。4-8周內，小鼠的皮膚開始起皺，而且雌鼠比雄鼠更嚴重。

突變被誘導後，其他器官的變化很少。這意味著，與其他組織相比，線粒體在皮膚中的作用更為重要。

中間小鼠：在線粒體DNA缺失幾周內，小鼠皮膚會起皺，以及大面積的毛髮脫落；右圖小鼠：當關閉這一突變基因恢復線粒體功能之後，衰老小鼠會「重返年輕」——重獲光滑的皮膚和厚厚的皮毛，且與同齡的健康小鼠沒有區別；左圖小鼠：正常對照。圖片來源：UAB

逆轉衰老

戲劇性的是，這種脫髮、長皺紋現象可以通過關閉突變進行逆轉！在停止使用強力黴素一個月後，這些已有衰老症狀的小鼠會「重返年輕」，丟失的線粒體DNA會恢復。

突變小鼠的皮膚會出現大量的皮膚細胞，且外層異常增厚、毛囊功能障礙以及炎症增加。這些病理變化類似於人類皮膚的外在老化（extrinsic aging，通常由日曬、長期吸菸等外因導致）。

同時，線粒體DNA缺失也會導致突變小鼠體內4種與衰老相關標記物的表達水平發生改變，類似於內在衰老（intrinsic aging，自然的衰老過程）。

小結

皮膚為什麼會變皺？研究表明，皮膚中的基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase enzymes）和組織特異性抑制劑之間的平衡被破壞——這兩者平衡對於保持皮膚中的膠原纖維、防止起皺是必要的。

由抗生素誘導的這一突變會降低線粒體DNA水平，改變線粒體基因表達，並讓線粒體中參與氧化磷酸化的複合體不穩定。

同時，逆轉突變可以恢復線粒體功能，進而恢復皮膚、毛髮。這表明，線粒體是皮膚衰老和脫髮的可逆性調節因子。

參考資料：

1）Scientists reverse aging-associated skin wrinkles and hair loss in a mouse model

原標題：長皺紋、掉發？Nature子刊：逆轉皮膚衰老的關鍵在線粒體

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