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长皱纹、掉发 Nature子刊:逆转皮肤衰老的关键在线粒体
作者:管理员    发布于:2018-08-14 09:01:17    文字:【】【】【

论文标题:Reversing wrinkled skin and hair loss in mice by restoring mitochondrial function

作者:Bhupendra Singh,Trenton R. Schoeb,Prachi Bajpai,Andrzej Slominski,Keshav K. Singh

期刊:Cell Death & Disease

长皱纹、脱发是很多人衰老的典型现象。这一表征是否可以逆转?现在,科学家们在小鼠身上验证了这一可能。他们发现,当线粒体功能受损,小鼠会在几周内皮肤起皱、大面积掉毛发。更意外的是,关闭引发功能障碍的突变可让小鼠“重返年轻”——衰老症状得到缓解.

图片来源:Pixabay

7月20日,《Cell Death & Disease》期刊发表了这一篇题为“Reversing wrinkled skin and hair loss in mice by restoring mitochondrial function”的文章。由阿拉巴马大学伯明翰分校(UAB)医学院的遗传学教授Keshav Singh带领的团队发现,引发这一奇妙“现象”的突变发生在核基因中,关联着线粒体功能。


1、线粒体功能障碍引发衰老

线粒体是维持细胞能量供给、有氧呼吸的主要场所。伴随着衰老,线粒体功能也会逐渐衰退。更要命的是,线粒体功能障碍容易引发一系列年龄相关性疾病,例如心血管疾病、糖尿病、年龄相关性神经疾病和癌症等。

在这项研究中,Keshav Singh以小鼠为模型,利用抗生素强力霉素(doxycycline)诱导与线粒体功能障碍有关的突变,引发线粒体DNA缺失。

结果发现,当食用添加有强力霉素的食物或者饮用水4周内,这些小鼠的头发会变白、掉发、行动迟缓、无精打采,这些变化类似于自然衰老。4-8周内,小鼠的皮肤开始起皱,而且雌鼠比雄鼠更严重。

突变被诱导后,其他器官的变化很少。这意味着,与其他组织相比,线粒体在皮肤中的作用更为重要。

中间小鼠:在线粒体DNA缺失几周内,小鼠皮肤会起皱,以及大面积的毛发脱落;右图小鼠:当关闭这一突变基因恢复线粒体功能之后,衰老小鼠会“重返年轻”——重获光滑的皮肤和厚厚的皮毛,且与同龄的健康小鼠没有区别;左图小鼠:正常对照。图片来源:UAB

 

   

2、逆转衰老

戏剧性的是,这种脱发、长皱纹现象可以通过关闭突变进行逆转!在停止使用强力霉素一个月后,这些已有衰老症状的小鼠会“重返年轻”,丢失的线粒体DNA会恢复。

突变小鼠的皮肤会出现大量的皮肤细胞,且外层异常增厚、毛囊功能障碍以及炎症增加。这些病理变化类似于人类皮肤的外在老化(extrinsic aging,通常由日晒、长期吸烟等外因导致)。

同时,线粒体DNA缺失也会导致突变小鼠体内4种与衰老相关标记物的表达水平发生改变,类似于内在衰老(intrinsic aging,自然的衰老过程)。

小结

皮肤为什么会变皱?研究表明,皮肤中的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase enzymes)和组织特异性抑制剂之间的平衡被破坏——这两者平衡对于保持皮肤中的胶原纤维、防止起皱是必要的。

由抗生素诱导的这一突变会降低线粒体DNA水平,改变线粒体基因表达,并让线粒体中参与氧化磷酸化的复合体不稳定。

同时,逆转突变可以恢复线粒体功能,进而恢复皮肤、毛发。这表明,线粒体是皮肤衰老和脱发的可逆性调节因子。


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