PNAS重大突破：發現抗衰老的關鍵生化機制

來源：作者：人氣：-發表時間：2020-03-17 15:36:00【大中小】

衰老是生命中不可避免的一部分，但有些物種衰老的方式與其他物種非常不同，甚至與非常相似的物種也不一樣。例如，一種體型與鼴鼠或老鼠相仿的東非嚙齒動物--裸鼴鼠，表現出明顯的延緩衰老過程，可活到30歲。來自俄羅斯、德國和瑞士的科學家現在在老鼠，蝙蝠和裸鼢鼠細胞中證實了一種和衰老相關的機制--一個線粒體內膜"輕度的去極化"過程：輕度去極化調節細胞中線粒體活性氧的產生(mROS)，因此是一種抗衰老的機制。在小鼠中，這種機制在1歲時瓦解，而在裸鼴鼠中直到20歲才開始瓦解。近日發表在《PNAS》上的這篇論文詳細描述了這一新證實的機制。

線粒體活性氧(mROS)，如過氧化氫，是細胞呼吸的副產品，高劑量的mROS與各種疾病和衰老過程有關。線粒體內外膜有不同的調節mROS產生的機制。細胞呼吸的關鍵功能是以ATP(三磷酸腺苷)的形式通過線粒體呼吸鏈復合物與ATP合酶的偶聯而產生能量。不同的線粒體膜間隙酶(己糖激酶I + II和肌酸激酶)現已被證實可略微降低內線粒體膜的膜電位("輕度去極化")。這意味著線粒體內外空間的電負荷差異降低，通過ATP合成產生的能量在一定程度上減少。同時，這導致mROS的生產停止。"這種效應的證據表明，輕度去極化是抗衰老計劃的一種機制，可以有效地延緩細胞的衰老過程，"資深作者Vladimir Skulachev說道。

研究小組發現不同物種、不同組織和不同年齡段這兩種生化機制都以不同的強度和效率發生著：研究人員檢查了小鼠、裸鼴鼠和短尾蝙蝠不同組織(肺、腎、腦、骨骼肌、心臟，和其他組織)中的己糖激酶I + II和肌酸激酶機制。他們發現了有趣的差異：輕度去極化在小鼠1歲后顯著開始下降，24個月后骨骼肌、膈肌、心臟、大腦和脾臟中的水平可以忽略不計。在肺和腎組織中，輕度去極化隨著年齡的增長而減弱。"小鼠在壽命1/3的時候就開始出現抗衰老程序搖搖欲墜的細胞，而裸鼴鼠和短尾蝙蝠保持輕度去極化的狀態，因此抑制mROS的產生。這有助于這些物種的非凡壽命。"

這些生化機制解釋了衰老和細胞內的抗衰老程序是如何運作和調節的。然而，還沒有確定這些過程在何處以及如何被激活和控制。主要作者Mikhail Vyssokikh說："主生物鐘還沒有被確定。我們懷疑它位于下丘腦的視交叉上核，負責晝夜節律和季節節律。"這個問題，以及其他一些未知的老化和抗老化事件的組成部分，將是未來老年學研究的重要目標。