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人老源于細胞衰老,氫氣抗衰老從去除衰老細胞開始!

作者:孫學軍  來源:氫思語  更新時間:2019-05-28 09:34:27

衰老和抗衰老的研究一直是生物醫學的熱門研究。最近關于衰老細胞在衰老過程中的地位成為新的熱點。衰老細胞的特點之一是停止分裂。衰老細胞停止分裂是好事,因為這些衰老細胞往往有更多損傷DNA,如果繼續分裂,會造成這些損傷DNA的傳遞,有導致癌變的危險。衰老細胞比例增加會導致組織功能障礙,因為隨著組織內衰老細胞比例增加,當組織一旦受損傷或健康細胞自然死亡,這些衰老細胞沒有再生能力,無法完成組織的損傷修復和再生更新能力。更為嚴重的是,衰老細胞不僅占據空間,破壞組織功能。衰老細胞可以不斷釋放一些危害正常細胞的分子。衰老細胞不僅占據空間,而且釋放有害分子,這可能是組織層面衰老的典型特征和根源,衰老細胞積累可能是衰老及相關疾病的重要病理基礎。邏輯上如果清除衰老細胞能緩解某些衰老相關疾病,不僅能延長早衰動物壽命,也能延緩正常動物衰老速度。研究表明,針對性清除組織內衰老細胞對某些慢性病有很好的治療效果。例如清除動脈斑塊內老化泡沫細胞能治療動脈硬化,清除衰老的膠質細胞能預防老年性癡呆。一些科學家也在利用抗衰老藥物開展臨床研究治療衰老相關疾病甚至衰老本身。


衰老細胞的研究已經逐漸成為熱門,但是氫氣抗衰老研究過去沒有從清除衰老細胞這個角度進行過研究。2016年美國梅奧診所癌癥生物學家Jan van Deursen在《自然》發表論文證明清除衰老細胞能延長小鼠壽命20-30%左右。該小組同年在在《科學》報道的一項研究發現,泡沫細胞在動脈硬化全程都發揮關鍵病理作用,在斑塊形成早期,攜帶有衰老細胞特異性標記物的泡沫細胞就開始在血管內皮細胞下沉積,這些細胞能分泌炎癥因子和趨化因子。在病變后期,泡沫細胞能分泌大量基質金屬蛋白酶造成彈性纖維退化和纖維帽變薄,成為斑塊不穩定的重要因素。研究人員利用低密度脂蛋白受體缺陷小鼠模型,用轉基因或藥理學方法消除泡沫細胞,證明選擇性去除泡沫細胞能治療對動物動脈硬化。


氫氣醫學研究也越來越火爆。其中氫氣醫學研究也涉及到抗衰老的問題。例如氫水飲用能延長早衰小鼠壽命,能延長線蟲壽命,氫氣對多種衰老相關疾病如糖尿病、動脈硬化、老年性癡呆和帕金森病都有治療效果。


動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是冠心病、腦梗死、外周血管病的主要原因。脂質代謝障礙為動脈粥樣硬化的病變基礎,其特點是受累動脈病變從內膜開始,一般先有脂質和復合糖類積聚、出血及血栓形成,進而纖維組織增生及鈣質沉著,并有動脈中層的逐漸蛻變和鈣化,導致動脈壁增厚變硬、血管腔狹窄。病變常累及大中肌性動脈,一旦發展到足以阻塞動脈腔,則該動脈所供應的組織或器官將缺血或壞死。


最近在《科學報告》雜志發表來自日本東京老年醫學研究所的學者的最新研究,給氫氣抗衰老細胞的研究打開了新篇章。可以預期的是,將來在動脈硬化、老年性癡呆、腫瘤等衰老相關研究領域,這樣的研究會越來越多。


動脈硬化是動脈粥樣硬化的主要原因。動脈粥樣硬化病變始于動脈內皮功能障礙,被認為是一種典型的慢性炎癥性疾病。低密度脂蛋白,特別是氧化型低密度脂蛋白,在內皮功能障礙和血管硬化病理生理過程中發揮關鍵作用。也有許多研究發現,血管內皮細胞衰老和動脈硬化關系密切。內皮細胞衰老的典型特征是形態變平變大,細胞核分支增加。這些特征也和細胞骨架蛋白聚集、細胞分裂、血管新生和細胞遷移等細胞功能改變密切相關。內衰老皮細胞制造一氧化氮的能力下降,內皮素釋放增加,也能表達大量細胞粘附因子和炎癥轉錄因子NF-κB。這說明衰老細胞是血管慢性炎癥的重要促進因素,是加速單核細胞向血管壁浸潤的加速器。

本研究利用低密度脂蛋白受體缺乏結合高脂肪飲食制備動脈粥樣硬化模型,評估富氫水對動脈硬化的預防治療效果,并從典型衰老內皮細胞數量作為效應機制評價指標。研究結果發現,給動脈粥樣硬化動物飲用氫水可以顯著減少衰老內皮細胞數量,單核細胞浸潤數量減少,表達腫瘤壞死因子也被顯著抑制。結果表明,飲用氫水能抑制血管老化,這可能是氫氣預防治療動脈硬化的細胞學機制。


如上所講,動脈硬化相關衰老細胞不僅是內皮細胞,也包括泡沫細胞,那么氫氣對泡沫細胞老化是否也存在同樣的效果,氫氣對其他衰老相關疾病的特定衰老細胞是否也具有類似作用,這些都值得我們深入研究和分析,這些研究對于理解氫氣醫學效應,擴大氫氣在抗衰老領域應用的針對性都具有重要價值。


圖中HFD為高脂飲食動脈硬化組,HW為氫水治療組,ABT是陽性對照。


Childs B G , Baker D J , Wijshake T , et al. Senescentintimal foam cells are deleterious at all stages of atherosclerosis[J].Science, 2016, 354(6311):472-477.


Administration of hydrogen-richwater prevents vascularaging of the aorta in LDL receptor-deficient mice.


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(本文作者:孫學軍教授)




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