导读
年,加州大学伯克利分校的Conboy夫妇(IrinaConboyMichaelConboy)在抗衰的研究中萌生了一个“类似邪教”的新想法:“换血”!通过怪诞的“小鼠缝合”实验,他们发现了衰老能在衰鼠和幼鼠之间“呼叫转移”[1]。
如今17年过去,Conboy夫妇依旧奋斗在研究“换血抗衰”的第一线上,而他们精心研究的产物“换血抗衰”,经过众多科学家在数十年的研究中,也继续蓬勃生长。
在科学研究的领域,从一开始的“青春因子”理论,科研工作者们猜测年轻老鼠的血液中有维持青春的“关键因子”,到后来的“血液稀释”学说,又有猜测,说是将老年血液中的“脏东西”稀释了才得以缓解衰老[2],众说纷纭,无一定论。
而站在抗衰极客的角度,“换血抗衰”则发展成了一场“生命狂欢”,在看不到的地方,富豪将年轻人的血液输进自己的血管,以追求可能的“延寿”。
“换血”真的有用吗?“换血抗衰”里究竟是藏着“长生”的钥匙,还是考验人性的“潘多拉”?近日,Conboy夫妇联合巴克衰老所的抗衰大牛、衰老细胞研究领域的权威专家JudithCampisi,在《Nature》子刊上发表文章,共同探究“换血抗衰”背后的“真相”[3]。
在年的一项针对大脑的小研究中,Conboy在“稀释脏东西抗衰”的努力方向上却意外找到了一条“岔路”:衰老相关分泌表型SASP。通过稀释外周血中的SASP,能够减少老年大脑中的经典衰老信号SA-βGal的表达[4]。
图注:当稀释了外周血中的SASP,大脑的SA-βGal表达大幅下降[4]
这条“岔路”的出现为Conboy提供了新的思路,于是他们就拉上了SASP领域的开创者JudithCampisi展开了研究。
在前期的细胞实验工作中他们发现,当把老年鼠血清和年轻鼠血清按1:1混合,再用来培养年轻鼠的细胞,培养出来细胞的表型却和全部用老年鼠血清培养的一样,衰老程度大大增加。可见在同等体积的条件下,老年血清占绝对的“主导地位”。
图注:老年血清在“混合血清”中占主导地位,一样能诱导衰老标志的表达
稀释不起作用?Conboy夫妇于是迅速调整了方向,偏向了SASP的“幕后主使”:衰老细胞,于是聚焦衰老细胞的“换血抗衰”研究因运而生。
随着年龄的增长,生物体内的衰老细胞不断增加,这些细胞不仅停止增殖不能贡献新细胞出来,还要通过分泌SASP(促炎性因子等)来“感染”周围的细胞,诱导“二次衰老”[5]。
在正式开始探究衰老细胞和“衰老转移”之间的关系之前,研究人员先去明确了老年小鼠血液中复杂的和衰老细胞相关的衰老表型:SASP、SA-β-gal、p16INK4a的表达以及细胞增殖的大幅减少。
图注:老年小鼠血液中的显著衰老表型
在这些指标的基础上,研究人员就正式开始了衰老细胞和“衰老转移”的互作研究。
将一只老年小鼠(约等于人类78岁)总血量的7.5%输注给一只年轻的小鼠(约等于人类7岁),2周后发现,才3周大的baby鼠就出现了“浑身乏力”(骨骼肌功能下降)、“肝肾亏损”(肝功能下降、肾小管损伤等)的情况。
再仔细检测被输血幼鼠的血液情况,的确出现了那些衰老细胞相关的衰老表型:SASP、SA-β-gal……
图注:接受老年小鼠血液2周后的年轻小鼠
3周幼鼠哭唧唧变“老头”,这其中衰老细胞的“功劳”不容忽视。既然锁定了“凶手”衰老细胞,科研者们迅速“出警”,“重拳出击”。
找到了关键因素“衰老细胞”,研究者们就开始思考,消灭掉衰老细胞,是不是就能挽回幼鼠老化的步伐呢?
于是他们为幼鼠准备了2套备选套餐:经典达沙替尼+槲皮素(DQ)和新兴ABT-,看这两种衰老细胞清除套餐能否扭转幼鼠的衰老。
首先出场的是经典DQ套餐。老年小鼠在贡献血液的2周前,先接受4次5mg/kg体重达沙替尼+50mg/kg体重槲皮素的治疗,再输血给幼鼠。
神奇的事情发生了,和前一批的“倒霉”幼鼠相比,这一批幼鼠肌肉也不乏了,肝也不虚了,身体倍儿棒!
在这些接受了老年鼠血液的幼鼠身上,研究者们也从基因和蛋白两个角度验证了衰老细胞的清除带来的影响:SASP等衰老表型的表达没有因为输血而上升。
图注:DQ治疗对“衰老转移”的阻断
为了避免因为DQ不给力造成实验偶然性的可能,研究人员又用另一款衰老细胞清除药ABT-重复了实验。
和DQ的效果相似,幼鼠避免了“2周变老头”的悲惨命运,甚至在肝脏和肌肉上,ABT-还贴心地解决了更多衰老问题:肝功能下降、结蛋白阳性的肝星状细胞增加、骨骼肌松弛率下降,跑步跑不远等。
同样,幼鼠的表型在基因和蛋白水平上都没有衰老倾向,SASP等消失无踪。
图注:ABT治疗也对“衰老转移”进行阻断
至此,衰老细胞被清除了,“转移通道”被关闭了,年轻的表型又“占领”幼鼠了。研究人员成功解决了“衰老转移”的问题,而这也为“换血术”未来的发展提供了新的思路。
找原理当然是为了更好的应用,衰老细胞及其在“衰老转移”中所发挥作用的发现,无疑是为“换血抗衰”提供了更多的理论支持。
知道大家其实更关心“换血”是否能够“抗衰延寿”的问题,这项研究也“浅”做了一下把年轻鼠血液输注到老年鼠体内的实验。
接受了幼鼠的血液之后,老年鼠的确表现出了骨骼肌脂质减少和纤维增加、易疲劳性降低和耐力增加等“年轻态”的表现,手脚都麻利了起来。
图注:接受了年轻血液的老年鼠骨骼肌“焕发新生”
但是同时,研究人员也更多地发现了“换血术”的局限性。
首先是肾脏衰老的问题。幼鼠在接受吃了DQ的老年鼠血液之后,没有出现衰老相关表型,肌肉和肝脏方面也没有“老化”,但是幼鼠“肾虚”的问题没有解决,它们的血尿素氮水平、肌酸水平(肾功能评估指标)以及肾脏的病理变化情况仍然呈现出老年鼠的样子。
即使换了一种衰老细胞清除药ABT-,幼鼠“肾虚”的问题依然存在,看来只要接受了老年小鼠的血液,不管清没清过衰老细胞,幼鼠这辈子都不可能做一只“真雄鼠”了(本实验中采用的实验动物均为雄鼠)。
图注:幼鼠的肾脏衰老不可逆转
同时研究人员们又想,既然清除衰老细胞能让接受血液的幼鼠避免“早衰”,那能不能把老年鼠的血液抽出来,清除衰老,再输给老年鼠,达到另外一种意义上的“换血抗衰术”呢?
可惜的是结果并不理想。用ABT-处理老年小鼠血液后再输给老年鼠,2周过去了,老年鼠还是老年鼠,不论是在衰老标记物上,还是在肌肉/肝/肾功能上都还是“曾经那个老年鼠,没有一丝丝改变”。
图注:清除衰老细胞后老年血液再输给老年鼠,并不能改善老年鼠的衰老表型
这项结果一下子又把“换血抗衰术”打回了原型:衰老细胞很重要,但是在老年个体的全身环境中,还存在着与衰老细胞无关的因素有待发现。
————//————
从时兴的“换血抗衰术”出发,本实验发现了“衰老转移”过程中的一个关键因素:衰老细胞,但是却并不能挽救“换血抗衰术”黑红不一的局面。
在实行“抽取年轻人血液换取老年人延寿”这个方法可能性极低的前提下,“换血抗衰术”想要成为帮助大多数人健康延寿抗衰的手段,则需要更多的研究来提升其可行性、有效性和安全性。
但是相信,在Conboy夫妇、JudithCampisi等一众抗衰领域大牛的不懈努力下,“换血抗衰术”这个看似“离经叛道”的抗衰手段终有一日会走进老年人的生活,为人类健康延寿贡献力量。
本研究题为《Systemicinductionofsenescenceinyoungmiceaftersingleheterochronicbloodexchange》,发表于权威杂志《Nature》旗下子刊《NatureMetabolism》。通讯作者为加州大学伯克利分校教授IrinaM.Conboy和巴克衰老研究所教授JudithCampisi,第一作者为OkHeeJeon。研究由本研究得到了韩国大学医学研究格伦基金会的博士后奖学金、韩国国家研究基金资助项目、授予巴克老龄化研究所的豌豆慈善信托基金、美国国立卫生研究院的资助。
——TIMEPIE——
参考文献
[1]Conboy,I.M.,Conboy,M.J.,Wagers,A.J.,Girma,E.R.,Weissman,I.L.,Rando,T.A.().Rejuvenationofagedprogenitorcellsbyexposuretoayoungsystemicenvironment.Nature,(),–.