联系方式
  • 电 话:010-62559405
  • 地 址:北京市海淀区北四环西路25-2
  • 编 码:100190
  • Email:nscrc@ioz.ac.cn
“不老药”的前世今生系列 之 谁抢了我的奶酪

 

原创: 刘茜, 姬娉

 

奶酪不仅是西方人餐桌上不可或缺的一种传统食物,更代表着西方世界的饮食文化,奶酪因其营养美味也得到了国人的接受和喜爱。然而,在数以千计的奶酪品种中有一种又“臭”又“咸”的蓝奶酪(Blue cheese,也称蓝纹奶酪,臭奶酪等)尤为特殊,被称为奶酪中的“奇葩”也不为过。蓝纹奶酪最早源于法国的Roquefort地区,同普通奶酪不同,蓝纹奶酪是在普通奶酪结块后继续添加灰绿霉菌发酵而成,霉菌的引入一方面在奶酪中点缀上了漂亮的蓝色条纹,另一方面让风味变得格外独特。而最令人意想不到的是,霉菌的天然发酵使得奶酪中产生了一种神奇的物质——亚精胺(spermidine)。近年来,越来越多的研究将亚精胺与延缓衰老联系在一起。

 

1.亚精胺的发现历程

早在1678年,荷兰科学家安东尼列文虎克在观察人类精液时发现了一种结晶,因其最先发现于精液中,德国化学家Ladenburg便将其命名为Spermidine--“精胺”。然而在这之后,人们对于这种精液中的结晶一直所知甚少。直到20世纪20年代,英国科学家Dudley等与德国科学家Wrede等率先解析出了精胺的化学结构,随后越来越多的精胺类物质被发现,亚精胺便是其中的重要一员。

 

亚精胺的化学分子式

 

2.亚精胺的生物合成和生理作用

亚精胺不仅仅存在于精液,也存在于动物的各种器官组织。人体可以利用精氨酸合成亚精胺,也可将亚精胺降解排出体外。细胞通过调控亚精胺的生物合成降解、摄取外排,严格精密地控制着细胞内亚精胺的水平。

亚精胺在细胞生理pH条件下以多聚阳离子的形式存在,可以与带负电荷的DNA、RNA和蛋白质等相互作用,发挥广泛的细胞生物学作用,调控包括DNA复制、RNA转录、蛋白质翻译、蛋白质翻译后修饰、离子通道门控和膜稳定性等多种生物学过程。由此可见,亚精胺与细胞的生命活动息息相关。

 

Minois N. Gerontology.2014;60:319–326

 

3.亚精胺的延缓衰老作用

亚精胺虽然被发现了很长时间,但真正为人们所热切关注还是从发现其与延缓衰老的关系开始。2009年,来自奥地利格拉茨大学的科学家发现补充一定剂量的亚精胺能够不同程度的延长酵母、线虫、果蝇、小鼠等生物的寿命。这一现象引起了人们极大的兴趣。随着对亚精胺研究的深入,人们发现亚精胺可以通过促进自噬的发生而延长个体的寿命,当自噬相关基因发生突变后,亚精胺延长寿命的作用便消失了。

 

Eisenberg T et al. Nat Cell Bio. 2009; 11(11):1305-1314

    

亚精胺延长低等生物寿命的作用引起了科学家们极大的兴趣,一系列有关亚精胺生物活性的研究开展了起来。这些研究先后发现了亚精胺具有提高个体压力抵抗、缓解神经退行性疾病、保护肝脏和心血管等作用,而这些作用都和延缓衰老存在着广泛的联系。

英国圣安德鲁大学的科学家发现,喂食亚精胺能够延长雌性和雄性果蝇的寿命。并且,在强氧化剂刺激下,补充一定剂量的亚精胺可帮助果蝇抵抗氧化压力并缓解对果蝇个体的毒性。这提示了亚精胺可能是通过保护个体免受外界压力损害而延长寿命。

 

Minois N et al. Cell Death Dis.2012;3:e401

 

2013年发表在《NATURE NEUROSCIENCE》上的研究发现,在年老果蝇的饮食中补充一定剂量的亚精胺能够明显提高果蝇的嗅觉短时记忆(STM)以及间期记忆(ITM),这一研究表明亚精胺可以使老年果蝇大脑回复“年轻态”。然而,亚精胺能否作为缓解老年痴呆发病的潜在药物仍需科学家们进行深入的探讨和研究。

 

Gupta VK et al. Nat Neurosci .2013; 16:1453-60

 

此外,亚精胺的延寿作用还可能与其对肝脏和心血管保护作用有关。美国德克萨斯农工大学的研究组于2017年发表在《Cancer Research》杂志上的一项研究揭示了亚精胺可以缓解肝纤维化和肝癌的发生。研究中,野生型小鼠通过补充亚精胺降低了肝纤维化以及肝癌的发生。相比之下,对于微管蛋白MAP1S缺陷的小鼠(MAP1S-/-)来说亚精胺不具有对肝脏的保护作用;同时缺失MAP1S蛋白的小鼠(MAP1S-/-)与野生型小鼠相比生存期中位数减少了20%,并且出现了严重的肝纤维化。这些结果证明了亚精胺可能依赖微管蛋白MAP1S发挥其肝保护作用。

 

Yue F  et al .Cancer Res.2017;77(11):2938-2951

 

另一项研究中,来自欧洲的研究团队首先在小鼠和大鼠模型中发现亚精胺可以改善心血管状况。研究中,持续在饮用水中添加亚精胺可以延长小鼠的寿命,即使在小鼠已达中年时才开始添加也能产生类似的延寿效果。研究者随后发现亚精胺对寿命的延长作用主要体现在心脏功能的改善上,包括维持心肌结构,保护线粒体功能,降低炎症因子TNFα的产生等。同样,高血压大鼠喂食亚精胺后心脏功能也得到了明显的改善。基于小鼠和大鼠中的发现,研究团队又调研了来自意大利布鲁尼科地区约800人的饮食习惯与心血管疾病发生的概率情况,结果发现亚精胺摄入量较高的人群罹患心血管疾病风险较低。这对于人类开发延缓衰老的药物无疑具有重要的参考意义。

 

Eisenberg T et al. Nat Med. 2016;22:1428–38

 

【展望】目前对于亚精胺的研究还处于初级阶段,尽管市面上已出现了一些亚精胺保健品,但这种神奇的化合物究竟会在人类身上发挥怎样的效果仍需更为深入彻底的研究。相信对于亚精胺的研究能够为解决衰老这一困扰人们已久的生物学难题提供重要的提示和线索,让我们拭目以待吧!

 

 

(转自微信公众号“醉心科学”)

主办方:

国家干细胞资源库
承办方:

中国科学院干细胞与再生医学创新研究院
中国科学院动物研究所
地 址:北京市海淀区北四环西路25-2
邮 编:100190
电 话:010-62559405
邮 箱:nscrc@ioz.ac.cn
版权所有 ©    国家干细胞资源库     京ICP备05064604号-26