聊一聊：日本研究发现一种可靶向“杀死”衰老细胞的酶

xubin · 发表于 2022-6-9 09:22:49

细胞衰老是人体衰老的根本原因，随着年龄的逐渐增长，在人体内衰老的细胞逐渐累积，大量衰老细胞的产生，使得身体功能逐渐下降，从而导致许多疾病的发生。NMNhttps://www.nmn.cn瑞维拓NMN_NAD+前体补充剂通过观察NMN行业中国市场发展,对NMN功效与作用进行深入研究,自瑞维拓上市国内市场以来,不断革新NMN配方及NMN提取技术,凭借诺奖提名的生物酶定向技术成为NMN行业奠基者,为NMN行业发展树立新方向！

现阶段科学家们认为，有效地去除体内的衰老细胞，对改善糖尿病、阿尔兹海默症、心脑血管疾病等与年龄相关疾病是十分有益的。

图1: 日本东京大学
近些年，《Science》报道了一些关于衰老细胞代谢研究的新突破，其中比较值得关注的是来自日本东京大学（The University of Tokyo）的一项研究1。该研究发现利用一种谷氨酰胺酶或可有效“杀死”人类衰老细胞，逆转衰老相关疾病。

图2: 《Science》报道的一项日本研究发现，利用一种谷氨酰胺酶或可有效“杀死”人类衰老细胞，逆转衰老相关疾病。
细胞衰老与谷氨酰胺代谢密不可分
谷氨酰胺（Glutamine, Gln）是组成人体内蛋白质必不可少的物质之一，在人体肌肉和血液中含量最多。此外，谷氨酰胺也是身体免疫系统中的重要组成部分，可以说谷氨酰胺参与了大部分身体内的活动，是细胞燃料的重要来源。

然而研究人员发现，与健康细胞相比，衰老细胞会利用更多的谷氨酰胺，使其逃脱本该被清除的命运。

衰老细胞无法像正常细胞一样进行分裂，通常情况下，机体会利用一些酸性物质将衰老细胞清除，使细胞自然凋亡。而一些“顽固”的衰老细胞却会利用一种名为谷氨酰胺酶1(GLS1)的蛋白分解谷氨酰胺，产生碱性的铵类物质来中和威胁衰老细胞生存的酸。因此，谷氨酰胺的代谢以及在这个过程中起到催化作用的关键酶GLS1与衰老细胞的清除密不可分。

GLS1在人体细胞内广泛存在，然而在衰老细胞中，GLS1的含量远高于其他正常细胞。科学家们推测，如果抑制GLS1，将会对衰老细胞产生影响，减少衰老细胞的数量，从而能缓解由于衰老而引起的疾病，进而改善年龄相关疾病的状态，详见图3。

图3：左图显示，在参与代谢调节的大约100种蛋白质中，GLS1蛋白质水平在人类衰老细胞中被诱导表达。右图显示衰老细胞通过用一种叫做BPTES小分子抑制GLS1。
科学家们在小鼠实验中发现，抑制谷氨酰胺代谢可以有效减少老年小鼠器官功能障碍所带来的影响，包括肾脏、肺以及脂肪组织的年龄相关功能障碍，均有所改善，详见图4。

图4：谷氨酰胺代谢在小鼠脂肪组织、皮肤和肺的衰老细胞中非常活跃。脂肪组织（图4.上）、皮肤（图4.中）和肺（图4.下）等组织根据是否参与谷氨酰胺代谢 (CD26high) 或不参与 (CD26-) 进行拆分，然后评估阳性细胞中SA-β-gal （图4.左）和 Galectin-3（图4.右）的百分比，这两个分子分别是衰老和膜损伤的标志物。
抑制谷氨酰胺代谢可改善衰老相关疾病
通过抑制谷氨酰胺代谢，可以显著改善器官衰老带来的影响，因此科学家们继续拓展研究了抑制谷氨酰胺代谢对高脂肪饮食引起的机体功能障碍是否还会产生影响。在肥胖小鼠中注射GLS1的抑制剂一个月后，科学家们发现，小鼠的脂肪组织的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性均得到有效改善，详见图5。

图5：左图显示健康饮食的中年小鼠衰老细胞数量少（SA-β-gal 阳性），脂肪重量也较少。当这些小鼠喂食高脂肪饮食时，衰老细胞的数量和脂肪重量都会增加。用谷氨酰胺代谢抑制剂治疗可改善高脂肪饮食的影响。右图显示谷氨酰胺代谢 (BPTES) 的抑制消除了衰老小鼠的脂肪组织中的衰老种群并改善了血清游离脂肪酸。
这代表着肥胖小鼠罹患糖尿病的概率降低。抑制谷氨酰胺的代谢可以降低糖尿病的患病率，这项研究可以给老年人的糖尿病的预防带来新的思路，也可以给糖尿病治疗带来新的突破口。

除肥胖小鼠外，科学家们还研究了抑制谷氨酰胺代谢对其他几种疾病小鼠的影响，比如动脉粥样硬化和非酒精性脂肪性肝病，这两种疾病都是和年龄有关的疾病。

令人欣喜的结论是，在动脉粥样硬化的小鼠中，科学家们发现小鼠主动脉的健康状况有所改善，这些小鼠的主动脉通常散布着各种不可逆转的病变，随着对谷氨酰胺代谢的抑制，这些病变对小鼠机体的影响日渐减轻；此外对于有肝脏疾病的小鼠来说，肝功能也有所改善。

抑制谷氨酰胺代谢或与NMN抑制衰老的途径相互关联
研究者表示，在抑制谷氨酰胺代谢从而“杀死”衰老细胞的过程中，NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，又称辅酶I）代谢或许也参与其中。通过注射或口服NMN来提升机体内NAD+的含量从而抑制衰老，是近年来世界各地科研机构研究的重点和热点之一。抑制谷氨酰胺代谢是否与此途径相互关联还需要进一步的实验证实。

抑制谷氨酰胺代谢不仅能清除衰老细胞，并且还可以减轻不良因素对身体的影响。对于多种年龄相关的疾病而言，通过抑制身体内部的谷氨酰胺代谢，会使得这些疾病状况得到有效的改善。

科学家们针对这些新发现，正在逐步研发新的有效治疗方案和治疗药物。相信在不久的将来，年龄相关的疾病不再是一个棘手的问题，甚至对于长生不老，也不再是人们的幻想。