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，科學家們在小鼠身上驗證了這一可能。他們發(fā)現(xiàn)，當線粒體功能受損，小鼠會在幾周內(nèi)皮膚起皺、大面積掉毛發(fā)。更意外的是，關閉引發(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。由阿拉巴馬大學伯明翰分校（UAB）醫(yī)學院的遺傳學教授Keshav Singh帶領的團隊發(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
線粒體是維持細胞能量供給、有氧呼吸的主要場所。伴隨著衰老，線粒體功能也會逐漸衰退。更要命的是，線粒體功能障礙容易引發(fā)一系列年齡相關性疾病，例如心血管疾病、糖尿病、年齡相關性神經(jīng)疾病和癌癥等。
在這項研究中，Keshav Singh以小鼠為模型，利用抗生素強力霉素（doxycycline）誘導與線粒體功能障礙有關的突變，引發(fā)線粒體DNA缺失。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當食用添加有強力霉素的食物或者飲用水4周內(nèi)，這些小鼠的頭發(fā)會變白、掉發(fā)、行動遲緩、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重。
突變被誘導后，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)，小鼠皮膚會起皺，以及大面積的毛發(fā)脫落；右圖小鼠：當關閉這一突變基因恢復線粒體功能之后，衰老小鼠會“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)象可以通過關閉突變進行逆轉(zhuǎn)！在停止使用強力霉素一個月后，這些已有衰老癥狀的小鼠會“重返年輕”，丟失的線粒體DNA會恢復。
突變小鼠的皮膚會出現(xiàn)大量的皮膚細胞，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，線粒體DNA缺失也會導致突變小鼠體內(nèi)4種與衰老相關標記物的表達水平發(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。
由抗生素誘導的這一突變會降低線粒體DNA水平，改變線粒體基因表達，并讓線粒體中參與氧化磷酸化的復合體不穩(wěn)定。
同時，逆轉(zhuǎn)突變可以恢復線粒體功能，進而恢復皮膚、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
原標題：長皺紋、掉發(fā)？Nature子刊：逆轉(zhuǎn)皮膚衰老的關鍵在線粒體
來源：生物探索
