“神药”诞生!近乎逆转衰老,让老龄动物恢复年轻水平

黄琨

大脑

加州大学旧金山分校最近发表了一项重磅研究成果,该校科学团队开发出的一种实验性药物,只需几剂就能逆转老鼠因年龄而导致的记忆力和精神灵活性下降。

这种名为ISRIB的药物效用已经在实验室研究中得到证实,它可以在经历创伤性脑损伤(TBI)数月后,恢复记忆功能;逆转唐氏综合症的认知障碍;预防与噪音相关的听力损失;对抗某些类型的前列腺癌;甚至可以提高健康动物的认知能力。

研究发表在《eLife》上。

文中,研究人员称,结果更新了人们对衰老的观念:“ISRIB的极快效应首次表明,由年龄引发的一部分认知功能丧失,可能是因为一种可逆的生理“阻碍”,而非持续退化引起的。”

“这些数据表明,老年人的大脑并没有像人们通常认为的那样永久丧失必要认知能力,这些认知资源仍然存在,但受到细胞压力恶性循环的阻碍。”

ISRIB于2013年在0验室中被发现,它的工作原理是重启一些细胞因为某种应激反应而被抑制的蛋白质生产机制,相关应激反应被称为综合应激反应(ISR,ISRIB即ISR抑制剂)。

ISR是有用的,人体这一机制是用来监测自身细胞中蛋白质生产的问题,比如病毒感染或致癌基因突变,随后通过停止细胞的蛋白质合成机制作出反应。

研究人员发现,这种安全机制对于清除“坏”的细胞至关重要,但如果ISR在像大脑这样的组织中持续进行,就会导致严重的问题,细胞失去了正常活动的能力。

特别是,动物研究证明了,ISR长期激活与持续性的认知和行为缺陷有关,比如在一些脑外伤患者身上看到的。

研究在小鼠身上,短暂的ISRIB治疗可以重新启动ISR,几乎在一夜之间恢复正常的大脑功能。

由于脑损伤患者的认知缺陷常常被类比作早衰,这使得研究人员反过来怀疑,衰老导致的认知衰退,是否也可能与ISR有关。

众所周知,衰老会影响全身细胞蛋白质的产生,因为人体积累的许多负面因素堆积在一起,慢性炎症等应激因素会逐渐侵蚀细胞,可能导致ISR的广泛激活。

事实上,ISRIB确实可以改善认知,增强神经元和免疫细胞功能。

在研究中,科学家训练老年小鼠逃离水迷宫,它们需要学习找到一个隐藏平台。

结果在3天的训练过程中,每天接受小剂量ISRIB的老年小鼠和年轻同类一样,很快能完成任务,比那些没有接受药物的同龄小鼠好得多。

研究人员随后测试了这种认知恢复的具体情况。

在最初ISRIB治疗后的几个星期,他们训练相同的老鼠找到走出迷宫的路,迷宫的出口每天都在变化——这是对老年老鼠的精神灵活性的测试。结果,接受过短暂ISRIB治疗的老年小鼠,仍然表现出年轻的认知水平,而未经治疗的老鼠则难以学会。

ISRIB是如何改善大脑功能的?

研究人员仔细研究了小鼠使用ISRIB后的海马体细胞活动和解剖结构。

他们发现,神经元老化的共同特征一夜之间就消失了:神经元的电活动变得更加活跃、对刺激更加敏感、细胞与周围细胞的连接更加牢固,同时也显示出与其他细胞形成稳定联系的能力,而这种联系通常只在年轻的老鼠身上出现。

不过,ISRIB显然只是治好了衰老的部分“症状”,并非真正意义上的逆转衰老。从生理来说,人体的细胞时时刻刻都在复制分化,细胞的更替也就是人类生理衰老的过程。而细胞在复制过程中,端粒总是在不断缩短,这是人类衰老的生理根源。

在新细胞中,细胞每分裂1次,染色体顶端的端粒就缩短1次,当端粒不能再缩短时,细胞就无法继续分裂了。这时候细胞也就到了普遍认为的分裂100次的极限并开始死亡。

只有逆转端粒缩短,延长端粒长度,才能算是逆转衰老。

加速端粒侵蚀的原因有很多,比如睡眠不足、怀孕生产和大量食用加工食品。不过,在人体中存在着一种叫做端粒酶的物质,可将DNA复制损失的端粒填补起来,使端粒修复延长,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂的次数增加。这是人体内部防止衰老的一种机制。

之前,以色列科学家成功实现了延长端粒长度。他们选取26名受试者,让他们在3个月中要每周在高压氧舱中静坐5次,每次90分钟。最终结果显示,这些受试者白细胞中的端粒延长了20%。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

[1]https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/uoc--dra120120.php

[2]https://elifesciences.org/articles/62048

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