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抑制MTOR可延长早衰小鼠30%的寿命

1年4个月前

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发布于2021年9月9日下午1点

研究人员创建了一个新的老鼠模型研究哈钦森-吉尔福德早衰症(HGPS),并通过基因下调mTOR[1]使这些动物的寿命延长了30%。

HGPS:加速老化

HGPS,有时也被称为“早衰症”,是一种罕见的疾病,每400万到800万人中就有一人患病,被广泛认为是一种加速衰老的形式。这个类比并不完美,但HGPS患者似乎确实很快就积累了许多与年龄相关的损伤,他们的平均寿命只有14.5年。大多数HGPS患者死于心血管疾病,这是与年龄相关的头号杀手。

HGPS是遗传的,但不是遗传的:它是由父母种系的自发突变引起的,受影响的后代大多活得不够长,无法将突变遗传给下一代。这种突变导致不正确的(“神秘的”)剪接,而不是产生蛋白质层蛋白A,而是大量产生有缺陷的截断的肽链,折叠成有毒的蛋白质progerin。

薄片参与核层的形成,核层是核壁的薄内层,增强其结构完整性。黄激素会干扰这一过程,导致细胞核变形。HGPS目前被认为是无法治愈的。

HGPS在多大程度上与正常衰老相似?这种疾病的发展机制尚不清楚,其中一个可能的罪魁祸首是DNA不稳定,这是正常衰老的主要驱动因素。Progerin的产生也与端粒磨损有关,端粒磨损是衰老的另一个标志。一项研究指出,HGPS的自然衰老和过早衰老是由相似的信号通路[2]介导的。“自然衰老的大多数特征都在HGPS中发现”,这篇论文说。“虽然HGPS的主要原因非常不同,但次要下游原因及其在生物体水平上的后果与自然衰老非常相似。因此,HGPS确实代表了真正的加速衰老,而不仅仅是表面上的衰老。”甲基化时钟也证实了HGPS的衰老加速。

产生人类蛋白质的老鼠

HGPS的动物模型对于开发治疗HGPS和研究正常衰老都很重要,因为幸运的是,后者需要很长时间才能发挥作用。HGPS小鼠模型的问题是,同源小鼠基因中的类似突变并不能完全概括人类HGPS的症状和进展。

在这项新研究中,研究人员没有操纵小鼠基因,而是引入了由细菌人工染色体(BAC)携带的人类突变(产生孕激素)基因。这意味着基因工程小鼠既能产生正常的层蛋白,也能产生人类的早孕素,这与人类HGPS患者的情况类似,后者对该疾病总是杂合的。拥有两个BAC副本的小鼠再现了许多HGPS症状,最显著的是心血管症状。由于该模型产生了人类版本的蛋白质,因此它可能比以前的模型更有助于开发抗hgps药物。

在创建了他们的HGPS小鼠模型后,研究人员尝试了一种治疗方法:雷帕霉素机械靶点(mTOR)通路的基因下调。这是一种主要的营养感应调节因子,抑制它已被证明可以延长许多模式生物的寿命和健康寿命,包括灵长类动物[3]。雷帕霉素是老年科学中最有前途的化合物之一,它就是这样做的,目前正在由LEAF众筹的人体试验中。雷帕霉素类似物依维莫司用于HGPS患者的人体试验也在进行中,预计一年内会有结果。另一种降低mTOR的方法是通过限制热量,这是一种有效的抗衰老干预。

缺乏mtor的老鼠万岁!

研究人员创造了mTOR产生受损的转基因小鼠,并将它们与有hgps倾向的小鼠杂交。与mTOR水平正常的hgps易感小鼠相比,后代的寿命平均增加了30%。另一方面,新模型对HGPS的一些症状没有影响。这项研究的作者不确定导致如此大幅延长寿命的机制,并得出结论,需要更多的研究。他们还注意到mTOR参与了两种不同的蛋白质复合物——mTORC1和mTORC2——只有第一个直接受到雷帕霉素及其类似物[4]的影响。科学家们采用的遗传方法改变了这两种复合物的产生,因此可能无法完美模仿已知mTOR抑制剂的效果。

结论

这项研究创造了一种新的小鼠HGPS模型,这可能有助于找到治疗这种可怕疾病的方法。最重要的是,这项研究扩展了我们对HGPS和正常衰老之间联系的理解,并提出了一个有趣的可能的治疗方案:下调mTOR。尽管目前正在对HGPS患者进行依维莫司试验,但遗传方法最终可能会被证明更优越。

文章作者:Arkadi Mazin在Lifespan.io

就像你在网上读到的任何东西一样,这篇文章不应该被理解为医学建议;在改变你的健康计划之前,请咨询你的医生或初级保健提供者。

内容可以根据风格和长度进行编辑。

提供的资料:

https://www.lifespan.io/news/mtor-inhibition-leads-to-30-life-extension-in-progeric-mice/

https://www.lifespan.io/profile/arkadi-mazin/

https://doi.org/10.1111/acel.13457

https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02579044

[1]卡布拉尔,W. A.,塔瓦雷斯,U. L., Beeram, I., Yeritsyan, D., Boku, Y. D., Eckhaus, M. A.,…& Collins, F. S.(2021)。mTOR的遗传减少延长了Hutchinson-Gilford早衰症小鼠模型的寿命。老化细胞,e13457。

[2] Ashapkin, V. V., Kutueva, L. I., Kurchashova, S. Y., & Kireev, I.(2019)。哈钦森-吉尔福德早衰症和自然衰老之间有共同的机制吗?遗传学前沿,10,455。

[3]帕帕多波利,D.,布雷,K.,哈萨克,L.,波拉克,M.,马莱特,F. A.,托皮西罗维奇,I.,和胡勒,L.(2019)。mTOR是寿命和衰老的中心调节因子。F1000Research 8。

[4]施赖伯,K. H.,奥尔蒂斯,D.,学术界,E. C.,阿尼斯,A. C.,廖志勇,&肯尼迪,B. K.(2015)。雷帕霉素介导的mTORC 2抑制作用由fk506结合蛋白的相对表达决定。中国生物医学工程学报,28(2):357 - 357。

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