昆明動物所系統闡述低氧對衰老的影響
高原低氧是人類面臨的極端生存環境之一,低氧會引發人體一系列病理反應,并逐漸發展成急慢性高原病,如肺動脈高壓、高原腦病和高原紅細胞增多癥等。然而,適度的低氧卻能提高機體的適應能力(即低氧適應),從而提高器官功能和機體抵抗疾病的能力,但是,低氧對人類健康的調控機制至今知之甚少。我國高原人群占世界高原人口總數的20%以上,關注高原低氧環境下不同器官、組織、細胞的結構與功能變化,解析高原疾病的病理機制以及低氧適應的促進機制,既有重要的科學意義,也具有廣闊的醫學產業化前景。從長遠看,開展高原低氧研究是一種新的生命科學研究范式,也將助力我國深空、深海、極地等極端環境的前沿探索。
已有研究發現,慢性的持續低氧干預可以有效延緩細胞衰老并延長酵母、果蠅和線蟲的壽命。最新研究發現,11%的低氧干預有效延長早衰小鼠的壽命(延長幅度50%),并有效改善神經認知功能,這些發現均提示低氧可顯著影響包括從低等生物到高等生物的衰老表型。為深入了解低氧和衰老的關系,洞悉低氧對衰老和人體健康調節的兩面性及其潛在機制,中國科學院昆明動物研究所(以下簡稱“昆明動物所”)研究員何永捍團隊系統總結并分析了低氧應答和衰老調控的信號分子網絡,發現低氧可通過影響氧化應激、炎癥激活、表觀調控、蛋白質穩態、代謝重塑、端粒調控和免疫監控等生物學過程影響衰老表型,進一步,研究團隊還系統總結了低氧對衰老相關疾?。ㄈ缒[瘤、神經退行性疾病、心血管疾病和代謝紊亂疾病等)的促進作用,并最后提出通過干預低氧響應信號分子調控衰老表型的潛在藥物靶點和干預方式(如缺氧誘導因子HIF調節劑、抗氧化劑、代謝調控劑、低氧訓練、飲食限制等)(圖1),系統闡述了靶向低氧途徑在干預衰老和衰老相關疾病臨床轉化中存在的機遇、問題、風險和挑戰(圖2)。
圖1. 低氧影響衰老和衰老相關疾病的分子機制、靶點及干預策略。
圖2. 低氧和衰老研究的趨勢、機遇和挑戰。
近期,以上研究以Hypoxia and Aging: Molecular Mechanisms,Diseases,and Therapeutic Targets為題的綜述形式,發表于Wiley旗下期刊MedComm。昆明動物所博士研究生Ayesha Nisar和中南大學博士Sawar Khan為文章的共同第一作者,何永捍為文章的通訊作者。???
以上研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、云南省基礎研究計劃項目和云南省“興滇英才支持計劃”等項目的支持。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mco2.786