近日,暨南大學首席科學家王志國與中國工程院院士、哈爾濱醫(yī)科大學教授楊寶峰共同合作在中國工程院院刊《Engineering》發(fā)表了題為 “促衰老代謝重編程 —— 衰老機制的統(tǒng)一學說”的文章,提出了 “促衰老代謝重編程” 理論,有望為衰老機制研究帶來新突破。
我國科學家提出促衰老代謝重編程理論 為抗衰老干預(yù)提供新思路-肽度TIMEDOO
衰老是機體隨時間推移而逐漸退化的過程,其涉及一系列復(fù)雜的代謝活動及功能、結(jié)構(gòu)和生化改變,也是眾多老年疾病的關(guān)鍵風險因素。盡管科學界已提出多種衰老相關(guān)理論,但缺乏能全面解釋衰老機制的統(tǒng)一學說。
我國科學家提出促衰老代謝重編程理論 為抗衰老干預(yù)提供新思路-肽度TIMEDOO
圖1. 促衰老代謝重編程 (pro-aging metabolic reprogramming, PAMRP) 或代謝與衰老12指標(基因組不穩(wěn)定性、端??s短、表觀遺傳改變、蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)喪失、巨自噬功能失常、營養(yǎng)感知失調(diào)、線粒體功能障礙、細胞老化、干細胞耗竭、細胞間通信改變、慢性炎癥以及腸道菌群失調(diào)?)之間的關(guān)系.

此次提出的 “促衰老代謝重編程” 理論認為,衰老由細胞代謝的退行性變化驅(qū)動,具有程序性和隨機性。促衰老底物(PAS)的累積和促衰老觸發(fā)因素(PAT)的出現(xiàn)共同啟動代謝重編程(MRP),促使遺傳程序重塑,引發(fā)細胞和基因重編程,進而導(dǎo)致衰老進入自我持續(xù)過程。

在個體發(fā)育的不同階段,MRP 發(fā)揮著不同作用。從快速生長到生殖成熟階段,MRP 為生長和細胞分化提供能量與物質(zhì),此為生成性 MRP;成年生育后,MRP 轉(zhuǎn)換為再生性 MRP 以維護組織;進入衰老期則變?yōu)橥诵行?MRP。腫瘤發(fā)生過程中,有害的代謝重編程引發(fā)細胞失控生長。

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圖2. 促衰老代謝重編程 (PAMRP) 衰老理論示意圖.

適應(yīng)性代謝重編程(AdaMRP)有益且可逆,能幫助細胞和機體應(yīng)對壓力;不良代謝重編程(AdvMRP)則促進疾病與衰老。再生性代謝重編程(rMRP)支持組織修復(fù),退化性代謝重編程(dMRP)導(dǎo)致功能下降,而不良的再生性代謝重編程會引發(fā)如癌癥等不良后果。

該理論指出,PAS 和 PAT 相互作用并圍繞代謝過程展開,其合并是衰老開始和進展的先決條件。PAS 涉及生物分子和結(jié)構(gòu)的變化,PAT 包括氧化應(yīng)激、炎癥等內(nèi)源性和外源性因素。

與其他衰老理論不同,“促衰老代謝重編程” 理論強調(diào) MRP 導(dǎo)致遺傳重編程,使代謝從優(yōu)先生長發(fā)展轉(zhuǎn)向優(yōu)先維持生存和生育能力,與 Hayflick 理論視角一致。

眾多證據(jù)支持該理論,如基礎(chǔ)代謝途徑在物種間保守,與衰老過程相似;熵增導(dǎo)致身體退化;線粒體功能障礙是衰老標志;熱量限制及模擬劑可調(diào)節(jié)細胞代謝、延長壽命;促壽命或限制壽命基因主要作用于代謝;衰老的基因表達特征與代謝廣泛相關(guān);代謝是機體衰老 12 個特征的核心主題;代謝組學年齡可反映生物年齡等。

基于此理論,衰老過程可通過預(yù)防、延遲代謝紊亂來干預(yù)。熱量限制(CR)是有效的干預(yù)措施,CR 模擬物(CRMs)也可調(diào)節(jié)細胞代謝、維持穩(wěn)態(tài)。未來研究需進一步驗證該理論,包括在人體中驗證 CRMs 有效性、明確 PAS 和 PAT 實質(zhì)與定量水平、探索關(guān)鍵代謝轉(zhuǎn)變機制、研究多靶點藥理學策略等,為抗衰老研究提供新方向。

文章信息:

Pro-Aging Metabolic Reprogramming: A Unified Theory of Aging

促衰老代謝重編程——衰老機制的統(tǒng)一學說

作者:

王志國, 楊寶峰

引用:

Zhiguo Wang, Baofeng Yang, Pro-Aging Metabolic Reprogramming: A Unified Theory of Aging,?Engineering, 2024, ISSN 2095-8099, https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.09.010.

來源:Engineering