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生物学家通过增加AMPK基因延缓老化过程

发布时间:2018-05-17

加州大学洛杉矶分校的生物学家使用果蝇表明,增加果蝇肠中AMPK基因的量可使其寿命增加约30%。 /

加州大学洛杉矶分校的生物学家已经确定了一种基因,可以在关键器官系统远程激活时减缓整个身体的衰老过程。

生命科学家与果蝇一起工作时,激活了一种叫做AMPK的基因,它是细胞中一种重要的能量传感器;当细胞能量水平低时它会被激活。

增加果蝇肠内AMPK的含量可使其寿命延长30% - 从典型的6周增加到大约8周,并且苍蝇也保持更长时间的健康。

加州大学洛杉矶分校的综合生物学和生理学副教授,该研究的高级作者David Walker说,这项研究于9月4日在开源杂志Cell Reports上发表,对于延缓人类衰老和疾病可能具有重要意义。

Walker说:“我们已经证明,当我们激活肠道或神经系统中的基因时,我们发现老化过程已经超出了基因被激活的器官系统的速度。

沃克说,这一发现非常重要,因为延长人类的健康寿命可能需要保护身体的许多器官系统不受老化的影响 - 但是向大脑或其他关键器官提供抗衰老治疗可能在技术上证明是困难的。该研究表明,在更易接近的器官(例如肠)中激活AMPK可最终减缓包括大脑在内的整个身体的衰老过程。

沃克说,人类有AMPK,但通常不会高水平激活。

“我们认为有可能一个接一个地研究衰老疾病 - 帕金森病,阿尔茨海默氏病,癌症,中风,心血管疾病,糖尿病,并且可能会干预衰老过程并延缓许多疾病的发作, “沃克说,加州大学洛杉矶分校的分子生物学研究所的成员。 “我们还没有到位,当然可能需要很多年,但这是我们的目标,我们认为这是现实的。

“我们研究的最终目标是促进人们的健康老龄化。”

果蝇果蝇(Drosophila melanogaster)是研究人类衰老的良好模型,因为科学家已经确定了果蝇的所有基因并知道如何切换个体基因的开关。生物学家在研究过程中研究了大约10万人。

主要作者Matthew Ulgherait在Walker实验室做博士研究生时,专注于一种称为自噬的细胞过程,该过程使细胞能够降解并丢弃陈旧,受损的细胞成分。通过在破坏细胞之前摆脱这种“细胞垃圾”,自噬可以防止老化,AMPK之前已经显示可以激活这一过程。

Ulgherait研究了在苍蝇中激活AMPK是否导致自噬以比平常更高的速率发生。

“一个非常有意思的发现是,当Matt在神经系统中激活AMPK时,他发现不仅大脑中,而且在肠中自噬的水平都有所增加,”加州大学洛杉矶分校学院的一位教师沃克说。 “反之亦然:在肠道中激活AMPK会在大脑中产生更高水平的自噬 - 也可能是其他地方。”

沃克指出,许多神经退行性疾病,包括阿尔茨海默氏症和帕金森氏病,与大脑中蛋白质聚集体(一种细胞垃圾)的积累有关。

“马特超越了关联并建立了因果关系,”他说。 “他表明自噬的激活对于抗衰老效果和足够的抗氧化剂都是必要的。他可以绕过AMPK并直接靶向自噬。“

沃克说,AMPK被认为是二甲双胍的关键目标,二甲双胍是一种用于治疗2型糖尿病的药物,二甲双胍激活AMPK。

该研究由美国国立卫生研究院的老龄化研究所资助(授予R01 AG037514和R01 AG040288)。 Ulgherait获得了Ruth L. Kirschstein国家研究服务奖(GM07185)和UCLA综合生物学和生理学系的Eureka和Hyde奖学金的资助。

研究的共同作者是沃克实验室的博士后研究员Anil Rana;沃克实验室的前加州大学洛杉矶分校博士后Michael Rera;和加州大学洛杉矶分校的本科生Jacqueline Graniel。

在去年发表的研究中,Walker和他的同事们发现了另一种叫做parkin的基因,延缓了衰老的发生并延长了果蝇的健康寿命。

出版物:Matthew Ulgherait等人,“AMPK以非细胞自主方式调节组织和有机老化”,Cell Reports,2014; DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2014.08.006

来源:加州大学洛杉矶分校新闻室Stuart Wolpert

图片:Matthew Ulgherait /加州大学洛杉矶分校

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