药学院科研团队在Nature子刊上发表高水平论文

发布者:董晓彤发布时间:2021-12-13浏览次数:674

滨州医学院药学院、衰老医学研究所与中国科学院经密切合作,在衰老与疾病治疗领域取得重要突破。研究成果以原创论文“The flavonoid procyanidin C1 has senotherapeutic activity and increases lifespan in mice”的形式,于127日在Nature子刊在线刊登。

“成也萧何,败也萧何”,衰老细胞伴随着我们生命的整个过程,在机体的健康和疾病中都发挥中重要的作用。在21世纪之前,衰老通常被认为是一种保护性生理机制。在哺乳动物胎盘和胚胎中的衰老细胞,可以通过SASP参与胚胎发生;衰老细胞可以参与创伤愈合,并抑制受损或突变的细胞继续增殖从而避免肿瘤的发生。但在21世纪初,我们发现了衰老细胞的另一面:衰老细胞分泌大量促炎性因子(SASP)到周围组织中,持续影响邻近细胞的结构和功能,造成慢性炎症的发生。随后的研究证明了消除机体内的衰老细胞可以阻止衰老的进一步发展,可以减缓或预防某些疾病的发生;而且清除衰老细胞能够恢复小鼠健康,包括增加毛发密度、改善肾脏功能和修复组织损伤等。

我们的这项研究是从组织器官衰老和衰老相关疾病的有效干预手段出发,在筛选以天然来源产物为主的有机药库时,发现GSE具备选择性靶向衰老细胞的潜力。随后我们通过HPLC-QTOF-MS深度分析GSE,发现其中一植物化学成分PCC1是介导GSE发挥抗衰作用的主要物质。

通过生物信息学分析PCC1对衰老细胞全基因组表达水平的影响,我们发现衰老细胞的表达谱中SASP各种因子均可被PCC1显著抑制,同时多种促凋亡因子也出现明显上调。进一步研究发现,PCC1可提高衰老细胞胞浆内ROS的累积程度,促使线粒体cytochrome c向外释出,最终引起细胞凋亡。

随后我们使用了小鼠模型来评价PCC1作为药用成分进行单独或联合给药的有效性。在荷瘤小鼠模型中,联合使用可清除病灶组织中因化疗产生的大量衰老细胞,并进一步促进癌细胞凋亡、缩小肿瘤体积,提高了总体抗癌治疗效果。在辐照损伤后的小鼠模型中,间歇性给药能缓解基因损伤导致的小鼠提前衰老、四肢肌无力、步速下降等一系列表型。

在自然衰老的老年小鼠模型中,PCC1给药同样有效清除多系统、多器官中随增龄而逐渐出现的衰老细胞,增强机体的生理功能并显著延长老年小鼠健康寿命和平均寿命。

研究工作从人类衰老的内在机理出发,聚焦低毒性的天然来源化合物,发现了PCC1能选择性诱导衰老细胞凋亡,并证明了PCC1在抗衰老方面的有效性、安全性和持久性。主要创新点在于,发现来自天然植物界的PCC1兼具抑制SASP和选择性清除衰老细胞的双重功效,是一种使用方法更加灵活且临床应用价值更高的新型抗衰老药物。我们的研究为缓解机体衰老、延长健康寿命等生物医学领域开创了新的方向。

中国科学院上海营养与健康研究所许奇霞博士后和滨州医学院付强教授为论文共同第一作者,孙宇研究员为论文通讯作者。本研究得到国家科技部、国家自然科学基金委、中科院以及烟台市校地融合项目和双百人才计划项目等资助。国际衰老领域的资深研究机构包括美国巴克衰老研究所和梅奥诊所均为该项目提供了积极支持,为今后我国衰老医学的蓬勃发展提供了良好的开端。