精选
细胞衰老机制出人意料的新结论
来源:桑福德·伯纳姆·普雷比斯医学发现研究所|2026年10月22日|
配图:人类胚胎干细胞
一项全新的惊人发现,挑战了长期以来关于细胞如何衰老的固有认知。图片来源:Shutterstock
科学家揭开细胞衰老背后一个耐人寻味的矛盾现象:细胞的“自噬清理”并不是越强越好;而运动或许可以帮助细胞恢复年轻状态下的平衡。
我们的细胞每天都要清除受损蛋白质以及其他废弃物,才能维持正常运转。这个过程依靠一种叫做自噬的天然回收机制:细胞把废物打包进特定囊泡,将其分解成小分子,供细胞再次利用。
自噬可以防止有害废弃物堆积,对维持细胞健康至关重要。长期以来科学界普遍认为,这套清理系统会随着年龄增长慢慢失效。自噬水平下降被视作衰老的标志性特征,并且和癌症、心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病相关。
但这项新研究表明,衰老和细胞回收之间的关系远比过去设想的复杂。
配图:诱导神经元
研究人员将皮肤细胞转化为图中的诱导神经元,以此扩充实验的细胞类型。图片来源:Caroline Kumsta、Tatiana Moreno,桑福德·伯纳姆·普雷比斯研究所
桑福德·伯纳姆·普雷比斯医学发现研究所的团队将成果发表在《Aging Cell》(衰老细胞)期刊上。他们并没有观察到自噬随年龄增长统一下降的规律;相反,自噬活性变化模式,会因为细胞种类、受试者性别而不同。结果同时提示,运动有可能影响人体内的自噬过程。
本研究通讯资深作者、该所心血管与肌肉疾病中心助理教授卡罗琳·库姆斯塔博士表示:“很多人都会说自噬会随年龄衰退,但在人类身上,支撑这个说法的实际证据其实非常有限。”
本研究第一作者、库姆斯塔实验室前研究生塔蒂亚娜·莫雷诺(2026届博士)说:“学界越来越关注靶向自噬,以此开发促进健康衰老的干预手段。我们希望检验这些固有假设,弄清楚健康人衰老过程中自噬真实的变化情况。”
细胞回收能力随年龄变化,规律各不相同
为观察成年阶段自噬的变化,研究者招募23~72岁、自述无慢性病的志愿者,采集他们的血液与皮肤样本,还把一部分皮肤细胞重编程为诱导神经元,一共检测三类细胞。
团队分析了各类细胞中的RNA转录本。DNA里的遗传信息被“读取”后会生成转录本,用来合成蛋白质、酶以及细胞必需组分。通过转录本分析,研究者可以判断衰老、细胞类型如何调控自噬相关基因的活性。
重点在于,研究没有只依靠基因检测数据,还直接测量了细胞执行自噬的速度,以此判断基因表达能不能真实反映细胞回收的实际水平。
实验结果推翻了传统观点:自噬并不会在全身范围内随着衰老持续减弱。
配图:卡罗琳·库姆斯塔与塔蒂亚娜·莫雷诺
卡罗琳·库姆斯塔博士,桑福德·伯纳姆·普雷比斯研究所心血管与肌肉疾病中心助理教授;塔蒂亚娜·莫雷诺博士,库姆斯塔实验室前研究生。图片来源:桑福德·伯纳姆·普雷比斯研究所
库姆斯塔说:“我们发现自噬活性的变化不是全身统一的,并不存在‘自噬单纯随年龄下降’这一规律。不同细胞的回收速率随年龄改变的方式不一样,而且同一种细胞里,男性和女性的变化也有区别。”
男性受试者的皮肤细胞,自噬活性随年龄降低;女性的皮肤细胞自噬水平则相对稳定。更出乎意料的是:女性来源的诱导神经元,自噬活性反而随年龄升高。
另一重要发现:自噬相关基因表达的变化,并不能可靠对应细胞实际的回收速度。也就是说,只看这类基因的活跃程度,未必能知道细胞正在进行多少自噬清理。
莫雷诺表示:“这提醒大家,如果只用转录水平这类静态指标去推断自噬状态,解读结论时必须十分谨慎。”
细胞清理能力强,未必就更健康
团队还探究了不同年龄段里,自噬活性和身体素质、体能表现的关联,得到另一个反常识结论:细胞回收活性更高,不一定代表身体更好,到老年阶段尤其明显。
在70岁及以上受试者中,三类被测细胞里,自噬活性越高,身体机能指标反而越差:
- 血细胞自噬活性偏高,和有氧能力更弱相关;
- 皮肤细胞自噬增强,对应更高的身体质量指数(BMI);
- 诱导神经元自噬升高,则和握力下降、代谢水平降低、静息心率偏高有关。
这说明,自噬增强的意义会随年龄改变。自噬固然是维持健康必不可少的机制,但它的活性高低、带来的效果,取决于人的年龄和细胞种类。
库姆斯塔说:“这个差异值得持续研究。看起来,自噬通量提升对年轻人可能有益,对老年人却可能带来问题。”
“自噬和衰老之间的关系,远比我们之前想得微妙。”莫雷诺说,“想要把自噬研究转化成可行疗法,我们必须按细胞类型去单独研究,同时理清性别、年龄带来的影响。”
和缓运动,或可调节衰老细胞的自噬水平
发现这些特殊规律之后,研究人员进一步测试:运动能不能改变老年人的自噬活性。
一项小型预实验招募5名77–88岁老人,参加一套防跌倒的温和运动方案,持续12周。研究在干预前后采集血样,观察细胞回收的变化。
初步结果显示:运动能够降低血细胞的自噬活性,让它趋近年轻人常见的水平,同时受试者的体能表现也得到改善。
尽管受试人数仅有5人,但这个结果提示:运动或许可以调控细胞自噬,助力健康衰老。后续需要更大规模试验,验证效果能否重复、以及它和长期健康的关联。
库姆斯塔说:“这套运动干预有可能正向调节自噬、促进健康衰老,非常让人期待后续进展。”
运动与健康衰老研究将继续拓展
依托这项初步成果,库姆斯塔课题组拿到加州大学圣地亚哥分校奥尔特曼临床转化研究所的预研资助。
这笔经费将继续研究:衰老过程中,运动如何影响自噬与身体机能。团队正联合该校运动与体力活动资源中心,扩大样本量、优化检测方案,开展更大规模试验。
这项研究有望帮科学家分清:什么时候细胞回收的变化是有益的,什么时候它预示着健康衰退。未来,这些认识或许能催生全新的健康衰老策略——在调控自噬时,充分考虑年龄、性别、细胞类型的差异。
> ⚠️ 提醒:本研究属于人体观察+小型预实验,不能作为自行干预自噬、靠运动养生的医疗指导方案。
转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自孙学军科学网博客。
链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-41174-1557909.html?mobile=1
收藏