Cell：美国科学家发现分子HIF-1和基因SIRT1均可使衰老逆转
哈佛医学院和新南威尔士大学的研究人员以不同模型进行研究发现，当细胞内线粒体和细胞核之间通讯出现故障时，会加速衰老。同时发现，HIF-1在衰老过程中开启开关。这一发现为癌症、2型糖尿病、肌萎缩和炎症性疾病等一些年龄相关疾病开发出新疗法。相关文章发表于2013年12月19日的《Cell》杂志上。
Cell：美国科学家发现分子HIF-1和基因SIRT1均可使衰老逆转
线粒体与衰老
任职于哈佛医学院和新南威尔士大学的David Sinclair领导研究人员在这项研究工作中，发现了实现细胞内线粒体和细胞核之间通讯的一系列分子事件。当通讯出现故障时，会导致衰老加速。
Sinclair说：“我们发现衰老过程就像一对已婚的夫妇——当他们年轻之时沟通良好，但随着时间推移，亲密生活多年之后，沟通出现了问题。”
“就像一对夫妻一样，恢复沟通就能解决这一问题。”
逆转衰老分子发现
开展这项研究的背景在于，随着我们的年龄增长，启动这一通讯级联反应的化学物质NAD水平会下降。直到现在，唯一减慢NAD下降的方法就是限制卡路里和强化锻炼。
在这项研究工作中研究人员采用了一种化合物，细胞可将它转化为NAD来修复这一损伤的网络，迅速恢复通讯和线粒体功能。它模拟了饮食和运动的效应。
当Sinclair教授的哈佛医学院研究小组针对组织培养物中的肌肉开展研究工作时，新南威尔士大学的同事们针对动物模型进行研究，证实能够获得相同的结果。
论文的共同作者、新南威尔士大学药理学系的Nigel Turner博士说：“这一过程发生的速度如此迅速，真是令人感到吃惊。如果在衰老过程的很早期就给予这一化合物，在短短一周内，年长小鼠的肌肉与年轻小鼠就完全看不出区别。”
这些2岁大的小鼠的胰岛素抵抗与炎症也表现良好，这些均与衰老相关。它们比得上6个月大的小鼠。
Turner博士说：“这是一个非常明显的效应。就像一个60岁的老人在某些方面还类似于一个20岁的小伙子。”
根据Turner博士所说，给予相同化合物的年轻小鼠在某些方面也超越了正常水平。因此这有可能让健康的年轻人类获益。
HIF-1是该项研究尤为重要的一个方面，这一分子可以阻断通讯，并且在癌症中发挥作用。人们知道HIF-1在许多癌症中开启开关已有一段时间，现在这项研究发现它还在衰老过程中开启开关。
Sinclair教授说：“我们的衰老过程与患上癌症相似。以往没有人将癌症与衰老这样联系起来。这或许可以解释为何年龄是癌症最大的风险因子。”
研究人员现正观察这一NAD生成化合物对于小鼠的长期影响。他们正在探索是否可以利用它来安全地治疗线粒体疾病以及如1型和2型糖尿病等其他疾病，以及促进长寿与健康。
Sinclair教授和他的研究小组多年来一直从事衰老的基础科学研究，主要焦点放在一组叫做sirtuins的基因上。在以往的研究中，他的实验室证实其中一种基因SIRT1可通过自然存在的化合物白藜芦醇(少量存在于葡萄、红酒和某些坚果中)所激活。
最新的研究更进一步证实，化合物激活了所有7个sirtuin基因。
Sinclair教授说：“显然还有更多的研究工作需要开展，如果这些结果可靠，那么早期截住它，衰老或许是一种可以逆转的疾病。”
原文摘要：
Declining NAD+ Induces a Pseudohypoxic State Disrupting Nuclear-Mitochondrial Communication during Aging
Ana P. Gomes,Nathan L. Price,Alvin J.Y. Ling,Javid J. Moslehi,Magdalene K. Montgomery,Luis Rajman,James P. White,João S. Teodoro,Christiane D. Wrann,Basil P. Hubbard,Evi M. Mercken,Carlos M. Palmeira,Rafael de Cabo,Anabela P. Rolo,Nigel Turner,Eric L. Bell,David A. Sinclair
Ever since eukaryotes subsumed the bacterial ancestor of mitochondria, the nuclear and mitochondrial genomes have had to closely coordinate their activities, as each encode different subunits of the oxidative phosphorylation (OXPHOS) system. Mitochondrial dysfunction is a hallmark of aging, but its causes are debated. We show that, during aging, there is a specific loss of mitochondrial, but not nuclear, encoded OXPHOS subunits. We trace the cause to an alternate PGC-1α/β-independent pathway of nuclear-mitochondrial communication that is induced by a decline in nuclear NAD+ and the accumulation of HIF-1α under normoxic conditions, with parallels to Warburg reprogramming. Deleting SIRT1 accelerates this process, whereas raising NAD+ levels in old mice restores mitochondrial function to that of a young mouse in a SIRT1-dependent manner. Thus, a pseudohypoxic state that disrupts PGC-1α/β-independent nuclear-mitochondrial communication contributes to the decline in mitochondrial function with age, a process that is apparently reversible.
