在古老的傳說中,歐洲女伯爵伊麗莎白靠少女的血液維持美貌,而現(xiàn)代電影中,吸血鬼們通過吸食血液維持生命并保持年輕。年輕的血液暗示著美貌與青春,雖然聽似荒誕,但近期斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)表在Nature Medicine(自然-醫(yī)學(xué))雜志上的論文顯示,將年輕血液用于小鼠模型,能讓局部器官返老還童[1]。
研究人員們將年輕小鼠的血液注入到年老小鼠體內(nèi),起到了返老還童的作用。注入年輕血液后,年老老鼠的大腦從分子、結(jié)構(gòu)、功能和認知上均有明顯改善。年老小鼠的海馬區(qū)基因轉(zhuǎn)錄水平上升,神經(jīng)元樹突量增加,突觸可塑性增強。認知層面上,注入年輕血液后,年老小鼠的記憶力、空間學(xué)習(xí)和條件反射均有所提高,甚至接近年輕老鼠的認知水平。同時年老小鼠的肌肉功能也有“年輕化”。
研究人員進一步針對其機制展開研究。實驗表明,年老老鼠認知功能的增強部分是由于海馬區(qū)的環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)的激活。CREB(cyclic AMP response element binding protein)是一種位于核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子,結(jié)合包含CRE(環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件)的啟動子,從而調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。而目前的研究表明,CREB的主要功能之一是調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)記憶功能。那么肌肉功能的增強等其他“年輕化”又是從何而來?年輕血液中必定還有一種或者多種可以保持機體年輕化,逆轉(zhuǎn)衰老的因子。
無獨有偶,2013年哈佛大學(xué)的研究人員在Cell雜志上揭示,為年老老鼠注入年輕老鼠的血液能修復(fù)其心臟功能[2]。該團隊發(fā)現(xiàn)年老老鼠心臟功能退化的一大原因是心肌肥厚,而年輕血液中的GDF11(growth differentiation factor 11)蛋白能改善這一狀況。GDF11是TNF-β蛋白家族的一員,調(diào)節(jié)細胞的生長分化。那么GDF11是僅對心臟起作用?還是對其他器官也有作用?
該團隊針對這一問題,為年老小鼠直接注入GDF11,檢測其他器官的狀況。今年5月,他們在Science雜志上報道,注入GDF11蛋白能夠改善年老小鼠的大腦和骨骼肌功能[3]。注入GDF11后,年齡相當于70歲人類的衰老小鼠的嗅覺變靈敏,在跑步和握力測試中表現(xiàn)出的運動能力大大增加。研究人員認為GDF11對于大腦和骨骼肌的改善作用可能是由于GDF11改善了血流和血流量。同時,研究者們證明了,隨著年齡的增長,GDF11濃度逐漸降低。而GDF11的濃度水平對心臟、肌肉和大腦等器官的年輕化具有重要意義。研究人員表示,如無意外,他們將在2018年前后將GDF11推上人類臨床試驗。
無論是CREB還是GDF11,以上研究均表明,年輕血液中含有一種或者多種蛋白能調(diào)控老齡化的發(fā)生。而開發(fā)基于GDF11及其他蛋白的藥物為包括阿茲海默癥在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病患者帶來了福音。
[1] Villeda S A, Plambeck K E, Middeldorp J, et al. Young blood reverses age-related impairments in cognitive function and synaptic plasticity in mice[J]. Nature Medicine, 2014.
[2] Loffredo F S, Steinhauser M L, Jay S M, et al. Growth differentiation factor 11 is a circulating factor that reverses age-related cardiac hypertrophy[J]. Cell, 2013, 153(4): 828-839.
[3] Sinha M, Jang Y C, Oh J, et al. Restoring systemic GDF11 levels reverses age-related dysfunction in mouse skeletal muscle[J]. Science, 2014, 344(6184): 649-652.
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