Sirtuin蛋白的发现为潜在的“分子青春之泉”打开了大门

由加州大学伯克利分校的研究人员领导的一项新研究代表着对衰老背后分子机制的理解取得了重大进展，同时也为开发与年龄相关的退行性疾病的靶向治疗提供了新希望。

研究人员能够逆转分子钟通过注入血液干细胞有长寿基因的老老鼠，并恢复衰老干细胞的再生潜力。研究结果将于1月31日周四在该杂志上在线发表细胞的报告。

的生物学家SIRT3是一种被称为sirtuins的蛋白质，它在帮助衰老的血液干细胞应对压力方面发挥着重要作用。当他们将SIRT3注入老龄小鼠的血液干细胞中时，这种治疗促进了新血细胞的形成，这证明老龄干细胞的功能随着年龄的增长而下降。

“我们已经知道sirtuins调节衰老，但我们的研究是第一个证明sirtuins可以逆转衰老相关的退化，我认为这是非常令人兴奋的，”该研究的首席研究员，加州大学伯克利分校营养科学和毒理学助理教授Danica Chen说。“这为潜在的治疗与年龄有关的疾病打开了大门退化性疾病．"

陈指出，在过去的10到20年里，科学家们对衰老的理解有了突破。衰老不再是一个不受控制的、随机的过程，它现在被认为与发育一样受到高度调控，从而可能受到操纵。

“分子的青春之泉”

“研究已经表明，即使是一个基因突变可以延长寿命。”“问题是我们是否能够很好地理解这个过程，从而真正开发出一种分子青春之泉．我们真的能逆转衰老吗?这是我们希望理解和实现的。”

陈与马萨诸塞州总医院再生医学中心主任、哈佛干细胞研究所联席主任大卫·斯卡登(David Scadden)合作。

Sirtuins蛋白随着这一蛋白质家族对衰老过程的重要性变得越来越清楚，已经成为这项研究的焦点。值得注意的是，SIRT3存在于细胞的线粒体中，线粒体是一种帮助控制生长和死亡的细胞隔层。此前的研究表明，SIRT3基因在卡路里限制期间被激活，这已被证明可以延长各种物种的寿命。

为了衡量衰老的影响，研究人员研究了负责维护和修复组织的成体干细胞的功能;这个功能会随着年龄的增长而失效。他们专注于造血干细胞，因为它们有能力完全重建血液系统，这种能力是骨髓移植成功的基础。

研究人员首先观察了SIRT3基因被禁用的小鼠的血液系统。令人惊讶的是，在年轻的小鼠中，SIRT3的缺失没有任何影响。只有当时间慢慢推移到老鼠身上时，情况才发生了变化。到两岁时，与同龄正常小鼠相比，sirt3缺陷小鼠的血液干细胞明显减少，再生新血细胞的能力下降。

年龄差距背后的原因是什么?在年轻的细胞中，血液干细胞的功能良好，氧化应激水平相对较低，氧化应激是新陈代谢的有害副产物对身体造成的负担。在这个年轻的阶段，身体正常的抗氧化防御可以很容易地应对低压力水平，所以SIRT3的差异不那么重要。

陈说:“当我们变老时，我们的系统就不能正常工作了，我们要么产生更多的氧化压力，要么就不能去除它，所以氧化压力水平就会上升。”“在这种情况下，我们正常的抗氧化系统不能照顾我们，所以这时我们需要SIRT3发挥作用来增强抗氧化系统。然而，SIRT3水平也会随着年龄的增长而下降，所以随着时间的推移，系统会不堪重负。”

老老鼠，新血液

为了观察提高SIRT3水平是否会产生不同效果，研究人员提高了老龄小鼠血液干细胞中的SIRT3水平。那个实验使衰老的血液干细胞恢复了活力，从而提高了血细胞．

SIRT3的过表达是否真的能延长寿命还有待观察，但Chen指出，延长寿命并不是这一领域研究的唯一目标。她说:“衰老领域的一个主要目标是利用基因调节的知识来治疗与年龄有关的疾病。”

该研究的共同主要作者凯瑟琳·布朗(Katharine Brown)在陈的实验室里作为加州大学伯克利分校的博士生进行了这项研究，她说SIRT3在这方面有一些潜力。

Brown说:“其他研究人员已经证明SIRT3是一种肿瘤抑制因子。”“这是有希望的，因为在理想情况下，人们会想要一种恢复活力的疗法，可以增加蛋白质的表达，而不增加患癌症等疾病的风险。”