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人老源于细胞衰老,氢气抗衰老从去除衰老细胞开始!

作者:孙学军  来源:氢思语  更新时间:2019-05-28 09:34:27

衰老和抗衰老的研究一直是生物医学的热门研究。最近关于衰老细胞在衰老过程中的地位成为新的热点。衰老细胞的特点之一是停止分裂。衰老细胞停止分裂是好事,因为这些衰老细胞往往有更多损伤DNA,如果继续分裂,会造成这些损伤DNA的传递,有导致癌变的危险。衰老细胞比例增加会导致组织功能障碍,因为随着组织内衰老细胞比例增加,当组织一旦受损伤或健康细胞自然死亡,这些衰老细胞没有再生能力,无法完成组织的损伤修复和再生更新能力。更为严重的是,衰老细胞不仅占据空间,破坏组织功能。衰老细胞可以不断释放一些危害正常细胞的分子。衰老细胞不仅占据空间,而且释放有害分子,这可能是组织层面衰老的典型特征和根源,衰老细胞积累可能是衰老及相关疾病的重要病理基础。逻辑上如果清除衰老细胞能缓解某些衰老相关疾病,不仅能延长早衰动物寿命,也能延缓正常动物衰老速度。研究表明,针对性清除组织内衰老细胞对某些慢性病有很好的治疗效果。例如清除动脉斑块内老化泡沫细胞能治疗动脉硬化,清除衰老的胶质细胞能预防老年性痴呆。一些科学家也在利用抗衰老药物开展临床研究治疗衰老相关疾病甚至衰老本身。


衰老细胞的研究已经逐渐成为热门,但是氢气抗衰老研究过去没有从清除衰老细胞这个角度进行过研究。2016年美国梅奥诊所癌症生物学家Jan van Deursen在《自然》发表论文证明清除衰老细胞能延长小鼠寿命20-30%左右。该小组同年在在《科学》报道的一项研究发现,泡沫细胞在动脉硬化全程都发挥关键病理作用,在斑块形成早期,携带有衰老细胞特异性标记物的泡沫细胞就开始在血管内皮细胞下沉积,这些细胞能分泌炎症因子和趋化因子。在病变后期,泡沫细胞能分泌大量基质金属蛋白酶造成弹性纤维退化和纤维帽变薄,成为斑块不稳定的重要因素。研究人员利用低密度脂蛋白受体缺陷小鼠模型,用转基因或药理学方法消除泡沫细胞,证明选择性去除泡沫细胞能治疗对动物动脉硬化。


氢气医学研究也越来越火爆。其中氢气医学研究也涉及到抗衰老的问题。例如氢水饮用能延长早衰小鼠寿命,能延长线虫寿命,氢气对多种衰老相关疾病如糖尿病、动脉硬化、老年性痴呆和帕金森病都有治疗效果。


动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是冠心病、脑梗死、外周血管病的主要原因。脂质代谢障碍为动脉粥样硬化的病变基础,其特点是受累动脉病变从内膜开始,一般先有脂质和复合糖类积聚、出血及血栓形成,进而纤维组织增生及钙质沉着,并有动脉中层的逐渐蜕变和钙化,导致动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄。病变常累及大中肌性动脉,一旦发展到足以阻塞动脉腔,则该动脉所供应的组织或器官将缺血或坏死。


最近在《科学报告》杂志发表来自日本东京老年医学研究所的学者的最新研究,给氢气抗衰老细胞的研究打开了新篇章。可以预期的是,将来在动脉硬化、老年性痴呆、肿瘤等衰老相关研究领域,这样的研究会越来越多。


动脉硬化是动脉粥样硬化的主要原因。动脉粥样硬化病变始于动脉内皮功能障碍,被认为是一种典型的慢性炎症性疾病。低密度脂蛋白,特别是氧化型低密度脂蛋白,在内皮功能障碍和血管硬化病理生理过程中发挥关键作用。也有许多研究发现,血管内皮细胞衰老和动脉硬化关系密切。内皮细胞衰老的典型特征是形态变平变大,细胞核分支增加。这些特征也和细胞骨架蛋白聚集、细胞分裂、血管新生和细胞迁移等细胞功能改变密切相关。内衰老皮细胞制造一氧化氮的能力下降,内皮素释放增加,也能表达大量细胞粘附因子和炎症转录因子NF-κB。这说明衰老细胞是血管慢性炎症的重要促进因素,是加速单核细胞向血管壁浸润的加速器。

本研究利用低密度脂蛋白受体缺乏结合高脂肪饮食制备动脉粥样硬化模型,评估富氢水对动脉硬化的预防治疗效果,并从典型衰老内皮细胞数量作为效应机制评价指标。研究结果发现,给动脉粥样硬化动物饮用氢水可以显著减少衰老内皮细胞数量,单核细胞浸润数量减少,表达肿瘤坏死因子也被显著抑制。结果表明,饮用氢水能抑制血管老化,这可能是氢气预防治疗动脉硬化的细胞学机制。


如上所讲,动脉硬化相关衰老细胞不仅是内皮细胞,也包括泡沫细胞,那么氢气对泡沫细胞老化是否也存在同样的效果,氢气对其他衰老相关疾病的特定衰老细胞是否也具有类似作用,这些都值得我们深入研究和分析,这些研究对于理解氢气医学效应,扩大氢气在抗衰老领域应用的针对性都具有重要价值。


图中HFD为高脂饮食动脉硬化组,HW为氢水治疗组,ABT是阳性对照。


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:孙学军教授)




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