摘要:在抗衰老领域,最“术业有专攻”抗衰方式,当属靶向清除衰老细胞、现有最成熟的抗衰疗法——Senolytic疗法了。从最初抗癌药“跨界”,到如今专为抗衰设计化合物,Senolytics药物成了一个正在不断扩充和发展的庞大“军火库”。
在抗衰老领域,最“术业有专攻”抗衰方式,当属靶向清除衰老细胞、现有最成熟的抗衰疗法——Senolytic疗法了。从最初抗癌药“跨界”,到如今专为抗衰设计化合物,Senolytics药物成了一个正在不断扩充和发展的庞大“军火库”。
那最近,Senolytics又找到了什么“新武器”呢?
最近,在《Aging Cell》上,来自意大利著名临床科学研究所的团队,从24311种化合物中筛选出了一种新Senolytics药物,不仅能以超强亲和力结合、清除多种衰老细胞,还分别延长了果蝇和小鼠的寿命,最高达到了约16%[1]!
24311里挑一的抗衰好物
虽然Senolytics药物还在不断更新迭代,但现有的Senolytics还是常面临着靶点“太普遍”、“扫射范围过大”,而容易误伤健康细胞、引发许多副作用的问题。
于是,研究者选择另辟蹊径,将目光投向了一个“冷门靶点”——HSP90(热休克蛋白90)。它既非凋亡通路的关键蛋白,也不是经典衰老信号枢纽,但这次,却成为了衰老细胞最不起眼的“阿喀琉斯之踵”。
HSP90是帮助蛋白质正确折叠和保持正常功能的“助手”蛋白。然而这样的好蛋白却很容易犯错:它经常在衰老、yan症甚至A症发生过程中被过度激活,让一些细胞老而不S,成为“僵尸细胞”,还在A症、神经退行(老年痴呆、帕金森等)、心血管J病中发挥着推动作用。
HSP90:正常是小助手,但过度活跃就会“罪大恶极”!
所以,如果找到一种可以精准抓住HSP90,不让它再胡乱激活的物质,是不是就可以顺利打破衰老细胞保护机制,让“僵尸细胞”们自然地S去了呢?
于是,研究者反手掏出了化合物库,先用计算机从24311中化合物进行了一通模拟结合,找到了14种有HSP90结合潜力的化合物。
图注:筛选鉴定具有Senolytic活性的潜在HSP90抑制剂
随后,研究者又使用真正的衰老细胞对这14种化合物的“杀伤效果”逐一验证,最终才从上万种化合物中锁定了一匹黑马——“代号”K5的黄嘌呤衍生物。
图注:K5与HSP90的结合与相互作用
而K5之所以能脱颖而出,是因为它的分子结构中暗藏着“双重抗衰机制”:
首先,K5和咖啡yin、茶碱算是“远房亲戚”,它们拥有一样的黄嘌呤骨架,具有“与生俱来”的抑制PDE4的特性,从而能抑制“衰老因子”分泌,发挥抗yan效果。
其次,K5最主要的优势特点,就是它有三个特殊的基团,既能减轻黄嘌呤天然的提神作用,还能让它完美“嵌入”靶点蛋白——HSP90,从而精准阻断HSP90对衰老细胞的保护,达到自然清除衰老细胞的效果。
正因K5这种“定制”结构,在理论上可以让K5成为“靶向+抗yan”双机制精准清除衰老细胞的“天选之子”。不过,理论只是基础,实践才是真理——那么,K5的实战结果究竟如何呢?
最大延寿16%,精准清除衰老细胞!
延寿16%
要问抗衰效果好不好,延寿效果才是硬道理!而K5果然没有让研究者们失望:
在果蝇的寿命实验中,研究者将两种不同剂量的K5(10μg/mL和100μg/mL)添加进果蝇每天吃的新鲜食物中。结果,在10μg/mL剂量下,吃K5的果蝇的最大寿命比没吃的对照组延长了约16%!
图注:K5(10μg/mL和100μg/mL)对黑腹果蝇寿命的影响
而即使衰老细胞已经累积,再补充K5也为时不晚:研究者在果蝇成年后(第20天)给它们补充了10μg/mL的K5,结果,吃了K5的果蝇平均寿命达到了50.69天,比对照组延长了6.63%!
图注:即使在生命后期(第20天)开始,K5(10 μg/mL)也显示出显著的的有益效果
此外,在小鼠身上注射K5后,它们的寿命中间值达到了正常寿命范围中较高的水平,也能说明K5可能确实有延长寿命的作用~
精准度甩开“前辈”几条街!
Senolytic指数(SI)是衡量清除衰老细胞的“专一性”指标,分数越高,则越精准。研究者发现,K5能精准清除多种衰老细胞,同时还不伤及无辜!尤其是在肺部细胞中,SI分别达到了惊人的1320和770!
要知道,同样情况下,传统的HSP90抑制剂Ganetespib的SI只有11.9;而同为HSP90抑制剂、还被美国抗衰行业“金标”机构ITP认证延寿的药物17-DMAG,SI也只有9.2!看来,K5的精准度可谓一骑绝尘。
图注:K5对IMR90和WI38(人胎儿原代成纤维细胞)的Senolytic作用
有效清除衰老细胞
为了验证清除效果,研究者用荧光标签标记了小鼠体内的衰老细胞的标志蛋白p16。结果发现,注射K5后,小鼠体内代表p16的荧光大部分都变暗了,也就是说,K5成功清除了小鼠体内大量的衰老细胞!
图注:体内生物发光测定测量的p16表达
接着,研究者取下了小鼠耳朵(里的细胞),重点检测了p21、p53和β-半乳糖苷酶这三个衰老标志物的表达水平,发现它们都出现了肉眼可见的下降。特别值得一提的是,β-半乳糖苷酶还在肝、肺、肾等多个器官里也同步减少。
图注:K5处理的小鼠耳活检中p21和p53的表达以及SA-β-gal阳性细胞的百分比及其在多器官中的水平
从机制上来讲,研究者发现,K5降低了果蝇体内Upd2和Upd3这两个基因的表达,从而抑制它们所关联的“促yan促衰通路”JAK/STAT通路,才起到了抗衰、延寿的作用。
而除了表征衰老的标志物与寿命得到改善,研究者在小鼠身上还发现了许多身体健康状态上的切实好转!
抗yan、增强活力、安全无负担!
全身抗yan
首先,K5带来了全身性的抗yan效果。具体来说,使用K5的小鼠血液中的yan症因子IL-6和IL-1β的水平都明显下降了,有效改善了全身的yan症状况。
图注:K5改善了小鼠IL-6和IL-1β的循环水平
增强活力
此外,研究者测量了小鼠的临床虚弱指数(CFI)、临床健康评分(CHS)、身体机能评分(PFS)和活力评分(VS)。结果表明,注射K5的雄性小鼠的身体功能评分和活力评分都明显增加,身体机能和“精神劲儿”都更足了。
图注:小鼠的虚弱指数、身体机能和活力评分
安全性良好
并且,K5在整个实验过程中也没有明显的安全问题:研究者们检测了小鼠的血糖、肌酐(肾功能指标)、GOT和GPT(两个肝脏功能指标),结果发现这些指标都没有变化,说明K5对小鼠的身体并没有造成不良影响,安全性很高。
图注:小鼠的葡萄糖、肌酐、GOT和GPT血清浓度
此外,在整个实验期间,小鼠的体重始终稳定,惊喜的是,雄性小鼠的肿瘤发生率还出现了明显降低!
图注:雄性和雌性小鼠的体重;雄性小鼠的肿瘤发生率
综上,K5作为一个有效、无毒的HSP90抑制剂,成为了Senolytics宝库的一把“新武器”。它以一骑绝尘的精准度清除衰老细胞,延寿效果也很出彩!此外,它还能给身体全面“消yan”、给活力充电,全方位延缓衰老~
不过,从实验室迈到临床应用的真·战场,K5还有很长的路要走~目前,关于K5,研究者还有许多问题等待一一解答与验证,例如:它在临床的长期效果到底如何,会不会有潜在的副作用?作用机制究竟如何?药物本身还能不能进一步优化升级?等等等等……
所以,也期待着研究者们继续探索,争取让K5能够早日进入应用,让人人都能享受到K5的安全精准抗衰“福利”~
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来源:时光派科学抗衰