《自然》子刊:延缓衰老,寿命增加20%!什么天然化合物那么神奇?

来源:学术经纬

自古以来,人类就有长生不老的梦想,有些人在自然界试图寻找可以延年益寿的“仙草”。而现代科学可以从天然产物中提取分离对健康有帮助的成分加以研究分析,验证其起效机制,帮助人们把长寿的梦想变成现实。

根据《自然-通讯》今日上线的一项研究,科学家鉴定出一种植物中含有的天然化合物,能延长酵母、线虫和果蝇等多个物种的寿命,在哺乳动物中?;ば脑?,对人类培养细胞具有延缓衰老的作用。这项研究让抗衰老药物疗法的开发更进了一步。

这种天然化合物名为4,4'-二甲氧基查耳酮(DMC),是一种黄酮类化合物。关注健康的人可能对黄酮类并不陌生,它们在茶、水果、蔬菜等植物中广泛存在。有很多流行病学研究表明,黄酮类化合物具有减少细胞损伤、抗炎、抗癌、抗神经退行性变化的作用。这也是为什么多吃蔬菜水果对身体好的重要原因之一。

尽管黄酮类化合物有很多益处,但它们有没有、哪些有长期的抗衰老效果呢?奥地利格拉茨大学(University of Graz)的Frank Madeo教授和同事们想要解答这个问题。而DMC就是他们从180种黄酮类化合物中筛选出的一种具有抗衰老特性的候选者。

在细胞衰老的研究模型——酵母中加入DMC后,酵母细胞随时间而发生的凋亡和坏死显著减少。而且,比起过去在衰老模型中发现的一些具有细胞?;ぷ饔玫幕衔铮ɡ绨邹悸迹?,同样浓度的DMC能更明显地延缓酵母细胞死亡。

▲利用酵母细胞从180种黄酮类化合物中筛选出有抗衰老特性的DMC(图片来源:参考资料[1])

有了在单细胞生物中获得的线索,接下来研究人员考察DMC是否能在更复杂一些的多细胞生物身上起到抗衰老作用。在长时间用DMC处理后,线虫和果蝇这两种短命生物的平均寿命都获得了近20%的延长!值得一提的是,果蝇在因为DMC而长寿的同时,生命中最重要的两件事——摄食和生育力都没有受影响,可以说是获得了有质量的生命长度。

▲DMC延长了线虫(左)和果蝇(右)的平均寿命(图片来源:参考资料[1])

科学家要知其然,更要知其所以然。如果想要把DMC转变为可以应用于人体的长寿药,当然需要弄清楚它发挥?;すπУ脑?。

随着对衰老机制的理解越来越深入,科学家发现衰老会让细胞产生特定变化。大部分已知能延长寿命的方法,无论是营养、行为上的控制(例如限制热量摄入)还是药理学、遗传学上的操控,都会激活一种叫作“细胞自噬”的过程。

细胞自噬是一种细胞内的循环利用机制,通过形成自噬体结构,使细胞中受损或多余的蛋白质和细胞器等成分被降解和清除。这个代谢过程有助于细胞进行材料回收和生产,帮助细胞更新和维持平衡。相反,自噬功能障碍会让毒性分子或受损分子在细胞中积聚,导致与老化有关的病变。那么,DMC是不是通过这种抗衰老机制起作用的呢?

▲细胞自噬示意图(图片来源:https://en.wikipedia.org/wiki/File:Macro-micro-autophagy.gif)

在给线虫喂食DMC两天后,研究人员观察到,细胞内形成了更多捕获“垃圾”的自噬体。喂食DMC30天的老龄果蝇大脑内,相应的指标也显示自噬活性显著上升。

在培养的人类融合细胞中,细胞会因为衰老而降低克隆的存活。而实验结果发现,DMC也能诱导这些人类细胞的自噬过程更加活跃,很大程度上防止细胞衰老。

DMC通过激活自噬反应来?;は赴?,这个因果关系在哺乳动物的在体试验中得到了进一步验证。随着心肌衰老,老年人容易出现心肌梗死。研究者利用长时间减少心脏血流的方式在小鼠上模拟这一与衰老有关的过程。在自噬正常的小鼠中,DMC能够有效减少心肌组织死亡面积,但是在自噬缺失的心肌中无法起到?;ぷ饔?。不仅如此,在酵母、线虫和果蝇中敲除自噬相关基因后,DMC也无法再帮助它们延年益寿。

▲DMC通过激活自噬?;ば∈蟮男募∠赴?,减少心肌梗死的面积(图片来源:参考资料[1])

这些观察结果证实,过去功效不甚明了的DMC其实可以在多个物种中起到?;は赴?、促进长寿的作用。更让我们关心的问题自然就来了:从哪里可以获得和补充这种黄酮类化合物呢?

有意思的是,研究人员从一种叫作明日叶(Angelica keiskei koidzumi)的植物茎叶中检测出了DMC的存在。明日叶原产于日本,得名正与其叶片蓬勃的生长能力有关:据说今天摘了它的叶子,明天它就能冒出新叶。

▲明日叶的茎叶中含有DMC(图片来源:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ja/9/96/Angelica_keiskei_leaves.jpg)

在民间,明日叶曾有促进长寿和保健的传说。有关DMC的这项研究或许可以帮助找出传说背后真正有效的抗衰老成分。尽管目前只是在动物实验上获得了延长寿命的结果,但我们十分期待科学家可以在此基础上设计可行的抗衰老干预方法,开发出有效的疗法,帮助达成人们健康长寿的心愿。

参考资料

[1] Didac Carmona-Gutierrez et al., (2019) The flavonoid 4,4’-dimethoxychalcone promotes autophagy-dependent longevity across species. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-019-08555-w

善良的人们??!

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