不同器官的衰老速度各不相同,但某些組織中減緩衰老的保護機制仍不清楚。
2026年5月12日,來自海軍軍醫(yī)大學長征醫(yī)院的研究團隊在Nature Aging雜志發(fā)表題為“Hypoxia-induced autophagic degradation of HIF-1α attenuates cellular aging and extends mammalian lifespan”的文章。
該研究通過對衰老分子指標進行跨組織比較,發(fā)現(xiàn)椎間盤衰老較慢。具體來說,椎間盤的衰老速度與其持續(xù)的低氧環(huán)境密切相關,并且椎間盤能夠通過視神經(jīng)蛋白介導的選擇性自噬降解髓核細胞中的缺氧誘導因子-1α(HIF-1α),從而將缺氧與HIF-1α的積累解耦,并限制細胞應激。
此外,研究人員還開發(fā)了一種靶向HIF-1α的小分子自噬錨定化合物(HATC),在老年小鼠中,全身性給予HATC可降低多個器官中的HIF-1α水平,改善一系列與年齡相關的病理,并顯著延長中位壽命(約14%)和最大壽命(約12%)。
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研究人員首先利用小鼠的RNA測序數(shù)據(jù)開發(fā)了一種“基于小鼠轉錄組的器官衰老時鐘”(MTO-Age),用于評估不同組織的衰老情況,發(fā)現(xiàn)對于大多數(shù)組織來說,預測年齡與實際年齡同步增長,而椎間盤的預測年齡隨年齡增長的幅度則小得多。實驗進一步表明,與9月齡小鼠相比,18月齡小鼠的椎間盤與其他器官相比,與年齡相關的轉錄組變化也相對較少。
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椎間盤在整個生命周期中持續(xù)保持內(nèi)在缺氧狀態(tài),而其他器官僅在老年個體中出現(xiàn)局部缺氧。有趣的是,HIF-1α在其他器官的缺氧區(qū)域積累,但在椎間盤中,主要在髓核細胞內(nèi),其水平在所有年齡段均保持較低且穩(wěn)定,表明椎間盤具有獨特的機制,能夠阻止持續(xù)缺氧條件下HIF-1α的積累。值得一提的是,HIF-1α 水平升高會促進椎間盤衰老。
緊接著,研究人員探究了椎間盤中的 HIF-1α 信號通路是如何調(diào)控的,發(fā)現(xiàn)低氧對于椎間盤維持較低的HIF-1α水平至關重要,機制上,缺氧會通過自噬誘導椎間盤中HIF-1α降解。
鑒于維持椎間盤中低水平的HIF-1α具有抗衰老作用,研究人員開發(fā)了促進HIF-1α的降解的化合物HATC并證明其可有效降解HIF-1α。體內(nèi)實驗表明,使用HATC可在2周內(nèi)顯著降低椎間盤中的HIF-1α水平,并且減輕了與年齡相關的椎間盤退變。
最后,研究人員探究了HATC延緩延長壽命的能力,發(fā)現(xiàn)與對照組相比,HATC 顯著延長了小鼠的壽命,其中中位壽命延長了 14%,最大壽命延長了 12.1%。此外,HATC 還減輕了與年齡相關的體重增加,并改善了機體多種健康狀態(tài)。
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總的來說,該研究發(fā)現(xiàn)在缺氧條件下 HIF-1α 的降解有助于延長壽命,并支持 HATC 作為一種提高健康壽命的抗衰老策略。
參考文獻:
https://www.nature.com/articles/s43587-026-01124-z
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