通过“远程控制”延缓衰老过程

最近，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的生物学家们发现了一个基因，当远程激活关键器官中的这个基因时，可延缓整个身体的衰老过程。相关研究结果发表在2014年9月4日的《Cell Reports》杂志。

　　

生物通报道：最近，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的生物学家们发现了一个基因，当远程激活关键器官中的这个基因时，可延缓整个身体的衰老过程。

利用果蝇，研究人员激活了称为AMPK的基因，已有研究发现，AMPK是一种存在于所有的真核细胞当中可以作为能量传感器的蛋白激酶；当细胞能量水平较低时，它被激活。

增加果蝇肠道中AMPK数量，可以使它们的寿命延长约30%——从典型的6周时间延长到大约8周，而且果蝇更健康、活的更久。

相关研究结果发表在2014年9月4日的《Cell Reports》杂志。本文资深作者、UCLA综合生物学和生理学副教授David Walker称，这些结果对于延缓人类衰老和疾病具有重要的意义。

Walker称：“我们已经表明，当激活肠道或神经系统中的AMPK基因时，我们发现，在离这些器官较远部位的那些器官系统中，衰老过程也放缓。”

Walker指出，这些研究结果很重要，因为要延长人类的健康生活，需要保护许多人体器官不受衰老的破坏——但是将抗衰老药物传递到脑部或其他关键器官，在技术上有难度。该研究表明，在一个更易接近的器官（如肠道）中激活AMPK基因，最终可能减缓整个身体的衰老过程，包括大脑。

Walker说，人类有AMPK基因，但是它通常不能在高水平被激活。他说：“我们没有研究衰老疾病——帕金森氏病、阿茨海默症、癌症、中风、心血管疾病和糖尿病等等，我们认为，也许有可能干预衰老过程和延迟这些疾病的发生。我们现在还没有做到，当然，也许还需要很多年，但那是我们的目标，我们认为这是现实的。我们的最终目标是，促进人的健康老龄化。”

黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）是研究人类衰老的一个很好模型，因为科学家们已经鉴定了所有的果蝇基因，并知道如何打开和关闭单个基因。在研究过程中，生物学家们研究了这些基因中的大约100,000个。

本文第一作者、Walker实验室的博士研究生Matthew Ulgherait进行了这项研究工作，他主要集中在称为自噬作用的细胞过程，这个过程可使细胞降解和丢弃旧的、损坏的细胞组分。通过在这些“细胞垃圾”伤害细胞之前摆脱它们，自噬就能够防御衰老，在之前已有研究证明，AMPK可激活这个过程。

Ulgherait想探讨的是，激活果蝇AMPK是否会导致自噬的发生速度高于正常水平。

Walker称：“真正有趣的发现是，当Matthew激活神经系统中的AMPK基因时，他看到，不仅大脑，而且肠道中的自噬水平也提高了。反之亦然：激活肠道中的AMPK，可提高大脑中的自噬水平——也许还有其他部位。”

Walker指出，许多神经退行性疾病，包括阿茨海默症和帕金森氏病，都与大脑中的蛋白质聚集积累有关，这是一类细胞垃圾。

他说：“Matthew超越了相关性并建立了因果关系。他表明，自噬的激活是抗衰老作用所必需的；他可以绕开AMPK，直接靶定自噬。”

Walker称，AMPK被认为是二甲双弧（metformin）的主要靶标，二甲双弧是著名的AMPK激活剂，被用来治疗2型糖尿病。

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
AMPK Modulates Tissue and Organismal Aging in a Non-Cell-Autonomous Manner
Summary: AMPK exerts prolongevity effects in diverse species; however, the tissue-specific mechanisms involved are poorly understood. Here, we show that upregulation of AMPK in the adult Drosophila nervous system induces autophagy both in the brain and also in the intestinal epithelium. Induction of autophagy is linked to improved intestinal homeostasis during aging and extended lifespan. Neuronal upregulation of the autophagy-specific protein kinase Atg1 is both necessary and sufficient to induce these intertissue effects during aging and to prolong the lifespan. Furthermore, upregulation of AMPK in the adult intestine induces autophagy both cell autonomously and non-cell-autonomously in the brain, slows systemic aging, and prolongs the lifespan. We show that the organism-wide response to tissue-specific AMPK/Atg1 activation is linked to reduced insulin-like peptide levels in the brain and a systemic increase in 4E-BP expression. Together, these results reveal that localized activation of AMPK and/or Atg1 in key tissues can slow aging in a non-cell-autonomous manner.