Rafael de Cabo、Didac Carm ona-Gutierez、Michel Bemier、Michael N. Hall和Frank Madeas 「國家老年研究所轉譯醫學研究中心,美國馬里蘭州巴爾的摩21224
老化現象是生命的內在特徵。因此,能夠操控它的可能性自古以來一直吸引著人類的興趣。最近的證據揭示了:低熱量飲食和運動可能改善健康的衰老,同時也提出了一些藥物策略來對抗衰老。令人驚訝的是,迄今為止被認為最有效的干預措施只涉及幾個細胞過程,尤其是營養信號傳導、線粒體效率、蛋白質穩態和自噬。在這裡,我們對被認為具有延長壽命或健康壽命特性的藥物和行為進行了批判性的檢查,並討論了其潛在的分子機制。Cell 157, (2014) 1515
Cell 157, (2014) 1515
圖 促進健康的干預措施對抗與年齡相關的疾病 目前有三種不同的方法正在被測試作為可行的策略來對抗一系列疾病,這些疾病的發生風險與年齡增加直接相關:(1) 特定的抗衰老藥物,(2) 禁食,最好與有益的飲食相結合,包括低蛋白攝入,以及(3) 定期運動。這些干預措施已經被證明能夠降低哺乳動物模型中與年齡相關的疾病的風險,包括神經退化和心血管疾病等其他疾病。
從分子生化領域看人體老化機制, 老化是由基因和環境所決定的。
· 老化的機制正在逐漸在分子層面上被揭示出來。
· 隨著時間的推移,實現以老化過程為目標的抗衰老的可行性正在增加。
老化控制的機制包括:
- 胰島素/IGF-1信號通路(IIS通路)
- 雷帕黴素靶蛋白(AMPK-mTOR通路)
- 修飾蛋白質與NAD+
- 生物節律(概日時鐘)
- 粒線體和氧化壓力
- 細胞老化
- 慢性炎症
- 蛋白質的恆定性
從微觀的角度關注人類老化的分子和生化機制。它涵蓋了胰島素/IGF-1信號通路(IIS通路)、雷帕霉素靶蛋白(AMPK-mTOR通路)、蛋白質修飾和NAD+、昼夜節律(生物鐘)、線粒體和氧化壓力、細胞衰老、慢性發炎和蛋白質平衡等主題。
在AMPK-mTOR通路中,我將探討咖啡因的影響,咖啡因是一種天然生物鹼,存在於咖啡、茶、能量飲料、藥物和各種飲食來源中。[1] 咖啡因抑制了mTOR信號通路,該通路負責維持細胞內平衡和生長,類似雷帕霉素的作用。
Lublin等人對線蟲進行了一項研究,探討咖啡因在衰老過程中的潛在保護作用。他們的研究發現,0.1%濃度的咖啡因顯著增加了線蟲的最大和平均壽命。這種保護作用與FOXO同源基因DAF-16的存在有關,因為抑制DAF-16會阻礙咖啡因的效果。此外,咖啡因還減少了與衰老相關的加速死亡率,並且這種效果同樣受到DAF-16抑制的影響。
這些發現表明,咖啡因在線蟲中的保護作用取決於FOXO同源基因DAF-16。通過作用於AMPK-mTOR通路及其下游級聯反應,咖啡因在抗衰老研究中展示出與雷帕霉素類似的潛力。然而,需要進一步的研究來更好地了解咖啡因作為抗衰老劑對人體的影響,因為目前的科學證據仍然有限。
總結起來,干預老化的方法包括調節AMPK-mTOR信號通路、調節核受體活性和轉錄因子、免疫調節、抗氧化和應激反應機制。這些干預措施可以通過改變生活方式、飲食、運動、藥物等措施來實現。然而,老化是一個非常複雜的過程,存在許多未知因素。因此,持續的研究和臨床試驗對於更深入地了解老化機制並開發有效的干預策略至關重要。
Reference:
[1]De Sousa Lages, A., et al. (2022). “Therapeutics that can potentially replicate or augment the anti-aging effects ofphysical exercise.” International Journal of Molecular Sciences 23(17): 9957.
[2] (Lublin, Isoda et al. 2011)Lublin, A., et al. (2011). “FDA-approved drugs that protect mammalian neurons from glucose toxicity slow aging dependent on cbp and protect against proteotoxicity.” PloS one 6(11): e27762.