代谢影响衰老的理念由来已久,但是对其深层次的了解仍然缺乏。2021年1月15日,东京大学医学科学研究所的Nakanishi Makoto教授和Johmura Yoshikazu助理教授及其合作者们在Science上发表题为《Senolysis by glutaminolysis inhibition ameliorates various age-associated disorders》的文章(原文链接见文末),阐述氨基酸代谢与衰老的关系,发现谷氨酰胺分解代谢在维持衰老细胞生存中的重要功能,抑制该代谢过程可以促进衰老细胞死亡、改善小鼠的健康寿命。
衰老在癌症等多种疾病的病理过程中发挥了重要作用。DNA损伤等压力应激会诱导细胞衰老,衰老细胞具有生长停滞、抵抗凋亡、核膜完整性破损、溶酶体功能异常、ROS水平上升等一系列特征。衰老细胞又被称为“僵尸细胞”,能分泌大量的促炎趋化因子和细胞因子(称为衰老相关分泌表型,SASP),通过旁分泌信号改变微环境,通过招募炎性免疫细胞、诱导纤维化和抑制干细胞等方式破坏组织的正常结构和功能,促进组织衰老,最终导致组织功能异常以及一系列衰老相关的病理变化。SASP还能能刺激肿瘤细胞增殖、肿瘤的血管生成以及转移。因此,利用药物特异性诱导衰老细胞死亡从而达到清除衰老细胞的方法被视为治疗衰老相关疾病的重要策略。
Science上刚发表的这项研究发现:衰老细胞中溶酶体损伤造成的H 溢出会诱发细胞内酸中毒,酸性环境会诱导肾型谷氨酰胺酶GLS1(KGA)的表达,促进谷氨酰胺分解产生氨去中和H ,维持衰老细胞的生存和细胞的衰老表型;靶向抑制GLS1可以促进衰老细胞的清除,改善和年龄相关的衰老病理情况。杂志同期发表了杜克大学医学院Christopher Pan和Jason W.Locasale的题为《Targeting metabolism to influence aging》的评论。评论指出,Makoto等人的工作提示了代谢调控在衰老过程中的重要性,揭示了谷氨酰胺代谢在维持细胞衰老过程中作用机制,为衰老细胞清除提供了特异靶点。同时,肿瘤治疗的临床研究已经确定了GLS1抑制的安全性,进一步增加了GLS1作为抗衰老靶标的吸引力。
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