日本科学家研究发现一种可“杀死”衰老细胞的“酶”

国际顶尖期刊《Science》报道了一项关于衰老细胞研究的新突破,研究发现抑制谷氨酰胺酶可有效“杀死”小鼠体内的衰老细胞,从而改善衰老相关疾病。

作者: Tony Tu, 南京医科大学

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。

有效去除体内的衰老细胞,对改善糖尿病、阿尔兹海默症、心脑血管等疾病是十分有益的。

近日,国际顶尖期刊《Science》报道了一项关于衰老细胞研究的新突破,是来自日本东京大学的一项研究。该研究发现抑制谷氨酰胺酶可有效“杀死”小鼠体内的衰老细胞,从而改善衰老相关疾病。

图1 论文详情

谷氨酰胺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,它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身体内大部分的活动,是细胞燃料的重要来源。

衰老细胞无法像正常细胞一样进行分裂,所以通常情况下,机体会利用一些酸性物质将衰老细胞清除。而一些“顽固”的衰老细胞却会利用谷氨酰胺酶产生碱性的物质,来中和这些酸性物质,从而让自己活的久一些。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酶,来逃脱本该被清除的命运。因此,谷氨酰胺酶与衰老细胞的清除密不可分。

谷氨酰胺酶在人体细胞内广泛存在,然而在衰老细胞中,谷氨酰胺酶的含量远高于其他正常细胞。科学家们推测,如果抑制谷氨酰胺酶,将会减少衰老细胞的数量,从而缓解衰老引起的疾病。

图2 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。 

小鼠实验中,研究人员发现,抑制谷氨酰胺代谢可以有效减少老年小鼠器官功能发生障碍。研究人员随后对抑制谷氨酰胺酶是否可改善基础疾病做了研究。

结果显示,在肥胖小鼠中注射谷氨酰胺酶抑制剂,一个月后,小鼠的脂肪含量降低,体内血糖下降,胰岛素敏感性得到有效改善。说明抑制谷氨酰胺酶,可以降低糖尿病的患病率;在动脉粥样硬化的小鼠中,抑制谷氨酰胺酶,小鼠主动脉的健康状况有所改善;在有肝脏疾病的小鼠中,抑制谷氨酰胺酶,肝功能也得到了改善。

总的来说,抑制谷氨酰胺酶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。