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—— TIMEPIE ——
编者按
本文由「时光派研究院」编译自American Federation for Aging Research对James Kirkland博士的专访。细胞衰老是衰老的九大生物标识之一,是男女老少体内都有可能存在的一种现象。2016年,研究人员发现,清除衰老细胞能延长小鼠健康期,寿命更是延长了25%。“你既然敢来,就别怕我把你赶出去”,这同样也是目前最具前景的抗衰药物Senolytics的作用机制。
在这篇专访中,Senolytics之父James Kirkland博士将用通俗易懂的语言介绍究竟什么是细胞衰老、它与衰老和健康有何关系,以及首批Senolytics药物的特点,一起来看看吧。
Q:什么是衰老细胞?随着年龄的增长,这些细胞会发生怎样的变化?
A:衰老细胞指那些原本能够分裂、但现在丧失了这一能力的细胞。它们就像是身体里的“钉子户”,不会自行凋亡,一般需要免疫系统充当“拆迁大队”的角色将其清除。
随着年龄的增长,人体内的衰老细胞会越来越多。有些人年纪轻轻就患上了肥胖症或糖尿病,他们的脂肪组织、胰腺等位置同样会有衰老细胞。有些儿童患上了白血病、淋巴瘤等癌症,服用过抗癌药物或接受过化疗,他们体内同样会有衰老细胞。
因此,细胞是否会衰老并不是单纯由年龄决定的。多数情况下,按下细胞衰老的开关的是细胞压力、代谢损伤、细胞分裂和组织损伤信号,它们在短短10天到6周内就能让细胞衰老。
Q:您能和我们简单分享一下研发靶向衰老细胞疗法的过程吗?
A:Leonard Hayflick和Paul Moorhead于1961年最先观察到衰老细胞。到了70年代中期,美国国立卫生研究院等机构发表了一些重要论文,发现衰老细胞可能会随着人的衰老而不断积累。在90年代早期,我们又发现衰老细胞会分泌出一种造成组织损伤、促进细胞凋亡的物质,TNF-α。
2004年,现任美国国家癌症研究所主任Norm Sharpless在Journal of Clinical Investigation上分享了自己的几项发现:首先,小鼠体内衰老细胞的比重越大,其健康期就越短,健康水平也越低。其次,随着年龄的增长,小鼠体内的衰老细胞越积越多。而通过饮食限制和诱发艾美氏矮化突变可以推迟细胞衰老,延长小鼠的健康期和寿命。
这启发了我们:既然衰老细胞与健康有着千丝万缕的联系,将其清除能否让我们延年益寿呢?我们先是试着制造一种融合蛋白来清除衰老细胞,但一无所获;接着想利用高通量筛选找出能够选择性清除衰老细胞的药物,苦于没有合适的筛选方法,最终还是明尼苏达大学的Paul Robbins教授通过高通量筛选发现了Senolytics药物。
2013年5月,我们又开始研究为什么衰老细胞自身老而不死,却会导致邻近细胞的死亡。我们利用大量数据库找出了八个衰老细胞的抗凋亡通路(SCAP),是这些通路织起了一张庞大的保护网,避免衰老细胞被自己分泌出的杀伤性武器给误伤。
Q:第一批Senolytics药物是如何发现的?
A:我们先是通过RNA干扰,选择性敲低SCAP这张保护网上的节点,看能否通过让它的一些功能暂时停摆来选择性地清除衰老细胞,结果的确奏效了。
既然思路行得通,我们就开始试着寻找具有同样功效的药物或者化合物。我们发现,对付衰老细胞需要多方面发力。不同衰老细胞的作用通路也是不同的,只封锁其中一条,衰老细胞还能找到另一块“免死金牌”。于是,我们找出了能够阻断多条通路的物质,这就是第一批Senolytics。
对于第一批Senolytics,我们决定先从市场上流通的药物和食物中存在的天然物质着手,因为它们的安全性比较高。同时,我们还专门选了一些生物半衰期比较短,即进入人体后能很快消失的物质,想看看它们在对付衰老细胞时能不能“打完就跑”。毕竟衰老细胞的形成需要10天到6周的时间,每半个月或一个月给药一次就足够了。
这就是第一批Senolytics药物的情况。之后,越来越多的人按照同样的思路研发药物,包括CAR-T疗法、疫苗等等,用于清除衰老细胞。
Q:是否已有临床前模型证明Senolytics能够预防、推迟或缓解衰老相关疾病?
A:研究人员已在小鼠、大鼠和猴子身上进行了实验。比如小鼠试验中模拟了大量人类疾病,其中有超过40种病症得到了延迟、预防或缓解。我们还发现,有些Senolytics虽然不适合那些没有衰老细胞的年轻小鼠,却能延长有衰老细胞的老年鼠的寿命;有些Senolytics则能将衰老相关疾病推迟。
Q:Senolytics与老年病学(将衰老研究应用于疾病干预的科学)有着什么样的联系?
A:在Senolytics试验中,小鼠的死亡是由多种衰老相关疾病共同作用导致的,而不是某单一疾病。我们还发现,如果反过来,哪怕只是将极少的衰老细胞移植入健康的中年小鼠体内,也会加速小鼠衰老,出现衰弱、寿命缩短,最终因多种而非一种衰老相关疾病而死亡。这些都支持老年病学的一个假说——诸多慢性疾病以及治疗费用高昂且具有致死性的疾病,根源都在于衰老。
我们寻找Senolytics的思路不是像研发诸如降压药的药物(用一个药物,瞄准一个靶标,治疗一种疾病),而是试图将多种药物结合起来,或者使用能够同时瞄准多个靶标的药物,看它们是否能推迟、预防或缓解多种衰老相关疾病。
现在已经找出的Senolytics基本就是如此。它们能帮助衰老动物缓解多种衰老相关病症,包括老年衰弱、衰老相关的肌肉流失、轻度认知损伤等等,现在这些病症的研究已经进入了临床阶段。
另外,Senolytics也有望帮助衰老细胞较多的人提高抵御传染病、术后恢复等能力,甚至降低人注射疫苗的风险,这些也都是和新冠肺炎的防治息息相关的。
Q:Senolytics研究领域的临床试验进展如何?
A:不少研究已进入有安慰剂对照的双盲临床试验阶段。例如我们招募了一批童年时罹患白血病并接受了骨髓移植的患者,他们现在已经三、四十岁了,有的衰老加速,有的患上了糖尿病、骨质疏松、老年衰弱症、肌无力甚至阿尔茨海默症。我们请他们服用不同的Senolytics,看会有什么变化。
另一个研究领域是器官移植。在与哈佛合作进行的研究中,我们发现将衰老细胞移植入年轻动物体内后,年轻动物也会开始衰老。所以在器官移植时肯定不能直接用那些已经衰老、功能受损的器官,这就导致每年有35000个捐赠的肾脏无法用于移植。因此,我们正试着先恢复这些肾脏的功能,然后再将它们移植入年轻患者体内,由此提升患者术后的健康水平。
除了前面提到的这些研究,用Senolytics干预肾脏纤维化、糖尿病、肥胖、肾功能不全、衰老相关骨质疏松、骨关节炎等疾病的临床试验也在进行中,重点关注药物的安全性和耐受性。
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