有关衰老的理论及药物研究进展

有关衰老的理论及药物研究进展
摘 要 衰老是自然发生的生理过程,是不可抗拒的,进入衰老阶段往往伴随着各项生理机能的下降及衰老相关疾病的产生,了解衰老是怎样发生的, 对衰老的预防和延缓有很大帮助。目前关于衰老相关的理论学说及抗衰老药物的研究已取得了一定的进展,本文就诱发衰老的作用机理、延缓衰老天然活性物质及抗衰老研究中动物模型应用的研究进展进行简要综述及总结。
关键词:衰老;动物模型;衰老药物
1.引言
随着老龄人口的日益增多,我国将逐步进入老龄社会,因此深入的认识衰老、预防衰老相关疾病的发生对提升生活质量具有重要意义。目前有关衰老形成的理论学说有很多种,包括自由基学说、遗传学说、端粒学说、细胞凋亡学说、免疫衰老学说等。衰老虽然不可逆、无法避免,但通过有效的可延缓衰老的速度及老年病的发生发展,实现健康。目前发现多种天然产物和合成药物具有抗衰老作用,为促进人类健康和延缓衰老提供了更多的选择。
2.衰老相关学说
理论热点面对面2011
2.1自由基学说
衰老的自由基氧化应激学说最早由Harman上世纪50年代首次提出了,自由基学说认为衰老和衰老相关的退行疾病都是由于自由基对细胞和结缔组织损伤造成,当机体衰老时,受多方面因素影响体内的自由基增多,而能够清除自由基的物质减少,致使自由基在体内过量积累,造成细胞损伤、组织器官功能异常,从而加速衰老[1]。经过长时间的发展,自由基氧化应激学说已被广泛接受,已成为公认的的衰老学说之一,许多由老龄化引起的疾病的发病机制都与机体参与氧化应激有关。
2.2端粒学说
端粒由DNA序列和蛋白质所构成,其主要作用是可保证染体结构的完整和稳定,使染体末端免于被化学修饰或被核酶降解,防止染体在复制过程中产生丢失、重排或两条染体的端区融合[2]。细胞衰老端粒学说是由Herley在1992年提出的,端粒学说认为细胞的衰老与端粒的长度有直接关系,随着细胞的分裂端粒逐渐缩短,当端粒无法缩短,细胞就
会停止分裂而衰老死亡,但当细胞中端粒酶的活性恢复时,就可以继续保持细胞端粒的长度,延缓衰老的加剧,能够激活端粒酶使细胞继续复制的细胞非常少。端粒的长度与机体的年龄相关,随着年龄增长端粒将逐渐缩短,老年人端粒长度往往比较短。
2.3免疫衰老学说
以往的研究表明,机体的免疫系统的功能性退化与机体的衰老有着重要的联系,经过多方面的研究发展逐步形成免疫衰老学说,免疫衰老学说认为随着机体生长发育,长时间受到内外不利因素的干扰和损伤,机体免疫系统功能逐渐减下降,致使机体对免疫性疾病的防御能力变弱,同时免疫系统的识别能力衰退,在正常情况下机体的免疫系统只会对有害抗原产生免疫反应,但当免疫系统功能异常,机体受有害环境影响免疫系统将机体自身组织系统当作抗原进行免疫攻击,这种现象将导致正常机体的组织结构和功能器官产生不同程度的损伤,使机体自身产生免疫性疾病,加速机体的衰老并且患有神经性疾病、关节炎等疾病机率增大[3]
2.4 热量限制学说
尝试错误热量限制就是在保证健康的前提下减少总热量的摄入,所以也被称为饮食限制,有关衰老的热量限制学说于上世纪30年代被提出,认为通过热量限制可延长机体的寿命,并且在以单细胞生物、多细胞动物以及哺乳动物为模式生物的研究中都得到了相关的验证。热量限制可通过激活细胞内的多条信号通路,影响细胞的能量代谢、细胞器功能、增强细胞应激能力延长生物体的寿命,此外其也可降低葡萄糖和胰岛素的水平进而增强延缓机体衰老。
3.衰老动物模型的研究
随着对抗衰老研究的不断深入,从单细胞生物到多细胞动物,从脊椎类动物到哺乳类动物,每种模式生物都有自己的优势和弊端,应利用其优势特征完成对抗衰老的相关研究。
3.1酿酒酵母模型
酿酒酵母作为简单的单细胞生物,生命周期较短,目前已完成对酿酒酵母的全基因组测序,遗传背景比较简单,在抗衰老的研究中应用较多,酿酒酵母形成衰老的方式分为复制衰老和时序衰老两种,作为传统的抗衰老动物模型,酿酒酵母主要应用于抗衰老机理的研究和对抗衰老药物功效及作用机制的筛选,以酵母为模式生物完成了对多种药用植物的筛
选,发现丹参根部经干燥处理后具有的延缓衰老的作用,又经过对其进行分离作活性成分分析,发现隐丹参酮能是酿酒酵母延长寿命的有效成分。通过研究苹果本身及苹果的果皮、果肉、苹果多酚类成分对酿酒酵母衰老的影响发现,苹果的果皮、果肉以及多酚类成分都能够不同程度的延长酿酒酵母的存活时间,而苹果本身增强的抗水老的作用更加显著。
3.2果蝇模型
果蝇属于昆虫,是一种真核多细胞生物,其虫体结构较复杂,多方面生长发育接近于哺乳动物,如代谢系统、生理功能等。果蝇作为抗衰老动物模型有多方面的优势,生长周期短、繁殖能力强、易于喂养,并且与衰老相关的指标易于观察[4],因此作为抗衰老模式生物的一种已得到广泛的应用,当果蝇处于高温、有害辐射等不利环境中,通过基因的反向调节表现出相应的氧化应激反应,果蝇被用于多种抗衰老活性物质的筛选及机理研究,以果蝇为动物模型研究发现,蜂王浆能够延长果蝇寿命,可能主要作用于体内CuZn-SOD和表皮生长因子受体介导的信号通路延缓衰老。通过研究发现, 朝鲜红参也可延长果蝇的存活时间。以果蝇为模型检测黄芩素抗衰老的作用机制发现, 不同浓度的黄芩素都能够延长
果蝇的寿命,其对果蝇寿命的影响可能主要通过提升过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶等抗氧化酶的活性增强果蝇的抗氧化能力。
富士j253.3秀丽隐杆线虫模型
秀丽隐杆线虫主要生活在土壤中,以土壤中的细菌、腐殖质为食物,而在实验室培养中是以大肠杆菌OP50为食,线虫中大多数为雌雄同体,极少数为雄性线虫,成虫体长约1mm,线虫体态呈透明状态,目前已完成对线虫的全基因组测序,其与人类基因的同源性较高,秀丽隐杆线虫作为抗衰老研究的模式生物具有多方面的优势,线虫体态通透在研究中便于观察,线虫的生长周期月15天左右,便于对其寿命的测定,线虫繁殖能力较强易于进行批量培养,线虫作为抗衰老研究动物模型被广泛的应用,可用于抗衰老药物的筛选及其作用机理的探究,并进一步应用于衰老相关疾病的研究。研究中以浓度为200 μmol/L松果菊苷培养秀丽隐杆线虫,其平均寿命增长了13.64%,表明松果菊苷可延长秀丽隐杆线虫的寿命延缓其衰老进程[5]。当归的蛋白水解液进行抗氧化研究发现,当归生物活性肽能够提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,增强对线虫体内活性氧自由基的清除能力,提升线虫的抗氧化应激能力。
3.4快速老化小鼠模型
由于快速老化小鼠的衰老过程近似人类,快速老化小鼠作为抗衰老模式生物越来越受到科研人员的青睐,快速老化小鼠共有12个亚系[6],每个亚系均有各自的病理表现型,可建立多种衰老动物模型,进行神经退行性衰退、记忆功能减弱、免疫系统障碍等衰老疾病的研究。以SAMP8品系快速老化小鼠为模式生物建立衰老模型,研究发现山茱萸环烯醚萜苷对SAMP8快速老化小鼠的认变功能和运动能力的有明显的的提升作用,有助于延缓SAMP8快速老化小鼠的衰老。以SAMP6亚型的快速老化小鼠为动物模型评价水解骨胶原蛋白抗衰老作用,研究中给药组以含有水解骨胶原蛋白成分的水喂食SAMP6亚型的快速老化小鼠,空白对照组喂食等量的正常水,通过对比分析发现水解骨胶原蛋白能够改善衰老引起快速老化小鼠SAMP6的骨密度降低。
4.衰老药物的研究
随着人们对衰老的进一步认识,通过药物与保健品进行合理的抗衰老逐渐被人们所采纳,在科研领域如何随着对抗衰老机理的研究的不断深入,越来越多化合物被发现具有延缓模式生物寿命的作用,利用药物干预延缓衰老不断取得突破和发展。目前常见的抗衰老药物
主要有合成抗衰老药物和天然抗衰老药物两大类,大部分的抗衰老药物研发主要集中在多酚、黄酮、维生素等方面。
4.1合成抗衰老药物
目前抗衰老药物的临床应用中合成药物所占比例较高,合成抗衰老药物是根据天然药物的活性成分通过科学技术手段合成得到的,常用的合成抗衰老药物有阿司匹林、二甲双胍、拉莫三嗪等,阿司匹林作为传统的合成药物具有解热、 镇痛和抗炎药的作用,后期研究发现阿司匹林可以增强线虫的抗氧化能力,延长线虫的存活时间。二甲双胍主要用于2型糖尿病和代谢综合征,研究发现二甲双弧可以延长秀丽隐杆线虫的寿命,同时二甲双胍可激活AMPK蛋白激酶,延长老鼠的存活时间。拉莫三嗪具有抑制痉挛的作用,通过研究拉莫三嗪对果蝇的寿命、运动能力的影响发现,拉莫三嗪能够延长果蝇的寿命,具有一定的延缓衰老的作用。
4.2天然抗衰老药物
已有的研究表明,多种天然化合物具有清除活性氧自由基、增强模式生物抗氧化应激能力,
并且能够延长生物体的存活时间,其中应用较多的天然化合物有多酚、雷帕霉素、胡萝卜素等。雷帕霉素具有抑制免疫系统活性的作用,以小鼠为动物模型的研究表明,雷帕霉素能够延长小鼠的存活时间。多酚别称单宁,经检测分析发现是茶叶香味的主要活性成分,有助于提升对自由基清除的能力,增强细胞的抗氧化生物活性,从而达到延缓衰老的目的。叶黄素是属于胡萝卜素的一种,主要存在于多种水果和蔬菜中,叶黄素可提升内源性抗氧化酶活性,延长果蝇的寿命。
4.3其他抗衰老药物生物技术的应用
除了上述抗衰老药物还有其他天然物质和抗氧化剂具有延缓衰老的作用,如VE、vitaminD3、儿茶素、硫酸锌等,从茶树菇上提取的多糖具有预防衰老的作用,石榴浓缩提取物可改善皮肤衰老。2010年2月1日
5.结束语
衰老的形成是多方面因素共同作用的结果,由于每种理论学说都有自身的局限性,目前已提出的单种相关理论学说均不能完整的阐明衰老的原因,因此需要不同学科从多角度对衰
老机理再进行深入探究,在此基础上通过适宜的模型筛选出抗衰老效果更好的药物。抗衰老药物研究不仅对人类健康有重要的现实意义,还能打开相关药剂的广阔市场,提高国民经济,有助社会经济发展。
参考文献
[1]才真,王春革.天然药物抗氧化、抗衰老的研究进展[J].医学综述,2014:20(16):2994-2995.
[2]周璇,黄河浪等.端粒及其长度改变与人衰老关系的研究进展[J].中国老年学杂志,2015:35:1436-1438.
[3]黄丽映,刘韬.免疫细胞衰老表现及免疫功能变化的研究进展[J].中华细胞与干细胞杂志,2020:4(2):119-123.
[4]周玉枝,闫明亮,等.衰老动物模型的研究及其在抗衰老药物活性筛选中的应用[J].中草药,2017,48(6): 1061-1071.
[5]王雪.松果菊苷对秀丽隐杆线虫寿命的影响及分子机理研究[D].天津:天津大学.

本文发布于:2024-09-24 03:25:08,感谢您对本站的认可!

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