作者：探索菌發(fā)布日期：2018-08-01
長皺紋、脫發(fā)是很多人衰老的典型現(xiàn)象。這一表征是否可以逆轉(zhuǎn)？現(xiàn)在，科學(xué)家們?cè)谛∈笊砩向?yàn)證了這一可能。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)線粒體功能受損，小鼠會(huì)在幾周內(nèi)皮膚起皺、大面積掉毛發(fā)。更意外的是，關(guān)閉引發(fā)功能障礙的突變可讓小鼠“重返年輕”——衰老癥狀得到緩解。
圖片來源：Pixabay
7月20日，《Cell Death & Disease》期刊發(fā)表了這一篇題為“Reversing wrinkled skin and hair loss in mice by restoring mitochondrial function”的文章。由阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校（UAB）醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)教授Keshav Singh帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，引發(fā)這一奇妙“現(xiàn)象”的突變發(fā)生在核基因中，關(guān)聯(lián)著線粒體功能。
線粒體功能障礙引發(fā)衰老
線粒體是維持細(xì)胞能量供給、有氧呼吸的主要場(chǎng)所。伴隨著衰老，線粒體功能也會(huì)逐漸衰退。更要命的是，線粒體功能障礙容易引發(fā)一系列年齡相關(guān)性疾病，例如心血管疾病、糖尿病、年齡相關(guān)性神經(jīng)疾病和癌癥等。
在這項(xiàng)研究中，Keshav Singh以小鼠為模型，利用抗生素強(qiáng)力霉素（doxycycline）誘導(dǎo)與線粒體功能障礙有關(guān)的突變，引發(fā)線粒體DNA缺失。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)食用添加有強(qiáng)力霉素的食物或者飲用水4周內(nèi)，這些小鼠的頭發(fā)會(huì)變白、掉發(fā)、行動(dòng)遲緩、無精打采，這些變化類似于自然衰老。4-8周內(nèi)，小鼠的皮膚開始起皺，而且雌鼠比雄鼠更嚴(yán)重。
突變被誘導(dǎo)后，其他器官的變化很少。這意味著，與其他組織相比，線粒體在皮膚中的作用更為重要。
中間小鼠：在線粒體DNA缺失幾周內(nèi)，小鼠皮膚會(huì)起皺，以及大面積的毛發(fā)脫落；右圖小鼠：當(dāng)關(guān)閉這一突變基因恢復(fù)線粒體功能之后，衰老小鼠會(huì)“重返年輕”——重獲光滑的皮膚和厚厚的皮毛，且與同齡的健康小鼠沒有區(qū)別；左圖小鼠：正常對(duì)照。圖片來源：UAB
逆轉(zhuǎn)衰老
戲劇性的是，這種脫發(fā)、長皺紋現(xiàn)象可以通過關(guān)閉突變進(jìn)行逆轉(zhuǎn)！在停止使用強(qiáng)力霉素一個(gè)月后，這些已有衰老癥狀的小鼠會(huì)“重返年輕”，丟失的線粒體DNA會(huì)恢復(fù)。
突變小鼠的皮膚會(huì)出現(xiàn)大量的皮膚細(xì)胞，且外層異常增厚、毛囊功能障礙以及炎癥增加。這些病理變化類似于人類皮膚的外在老化（extrinsic aging，通常由日曬、長期吸煙等外因?qū)е拢?/p>
同時(shí)，線粒體DNA缺失也會(huì)導(dǎo)致突變小鼠體內(nèi)4種與衰老相關(guān)標(biāo)記物的表達(dá)水平發(fā)生改變，類似于內(nèi)在衰老（intrinsic aging，自然的衰老過程）。
小結(jié)
皮膚為什么會(huì)變皺？研究表明，皮膚中的基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase enzymes）和組織特異性抑制劑之間的平衡被破壞——這兩者平衡對(duì)于保持皮膚中的膠原纖維、防止起皺是必要的。
由抗生素誘導(dǎo)的這一突變會(huì)降低線粒體DNA水平，改變線粒體基因表達(dá)，并讓線粒體中參與氧化磷酸化的復(fù)合體不穩(wěn)定。
同時(shí)，逆轉(zhuǎn)突變可以恢復(fù)線粒體功能，進(jìn)而恢復(fù)皮膚、毛發(fā)。這表明，線粒體是皮膚衰老和脫發(fā)的可逆性調(diào)節(jié)因子。
參考資料：
1）Scientists reverse aging-associated skin wrinkles and hair loss in a mouse model
原標(biāo)題：長皺紋、掉發(fā)？Nature子刊：逆轉(zhuǎn)皮膚衰老的關(guān)鍵在線粒體
來源：生物探索
