南京大(da)學(xue)(xue)(xue)生命科學(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)院(yuan)教授張辰宇、陳(chen)熹、王延(yan)博,醫學(xue)(xue)(xue)院(yuan)教授方雷等人通過研(yan)究揭示了一項重大(da)發(fa)現:年(nian)輕血液中的小(xiao)細胞外囊泡(sEVs)具(ju)有顯著(zhu)延(yan)長壽命、恢復整體(ti)生理功能以及(ji)逆轉(zhuan)與年(nian)齡(ling)相(xiang)關的退化(hua)變化(hua)的能力(li)。4月(yue)16日(ri),相(xiang)關研(yan)究成果發(fa)表于《自然—衰(shuai)老(lao)》。
南大研(yan)究(jiu)團(tuan)隊聚焦(jiao)于直徑<200納米的(de)(de)(de)小細胞外(wai)(wai)囊(nang)泡,并(bing)通過將來自年(nian)輕(qing)小鼠(shu)或人類的(de)(de)(de)小細胞外(wai)(wai)囊(nang)泡重復(fu)注射給老(lao)年(nian)小鼠(shu),探索(suo)它們的(de)(de)(de)“返老(lao)還童”作(zuo)(zuo)用(yong)。通過體(ti)內和體(ti)外(wai)(wai)模型,該研(yan)究(jiu)進(jin)一步闡明了年(nian)輕(qing)的(de)(de)(de)小細胞外(wai)(wai)囊(nang)泡在逆轉年(nian)齡相(xiang)關損傷(shang)和退行性(xing)變(bian)化中的(de)(de)(de)關鍵作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)分子(zi)基礎。
具體來(lai)說,來(lai)自年輕血(xue)漿的(de)小(xiao)(xiao)細胞外囊泡(pao)(pao)在分子、線粒體、細胞和生理水(shui)平上對抗預先存在的(de)衰老(lao)。將年輕的(de)小(xiao)(xiao)細胞外囊泡(pao)(pao)靜脈注(zhu)射(she)到(dao)老(lao)年小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)體內(nei)可延(yan)長(chang)(chang)其壽(shou)(shou)命(ming)(ming),減輕衰老(lao)表型(xing),并(bing)改(gai)善(shan)與年齡(ling)相(xiang)關的(de)多個組織的(de)功能衰退。每周向20月齡(ling)的(de)老(lao)年雄性(xing)小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)注(zhu)射(she)年輕的(de)小(xiao)(xiao)細胞外囊泡(pao)(pao),可使其中(zhong)(zhong)位壽(shou)(shou)命(ming)(ming)延(yan)長(chang)(chang)至1031天(tian),比C57BL/6J雄性(xing)小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)通(tong)常840天(tian)的(de)壽(shou)(shou)命(ming)(ming)延(yan)長(chang)(chang)了22.7%。其中(zhong)(zhong)最長(chang)(chang)壽(shou)(shou)的(de)小(xiao)(xiao)鼠(shu)(shu)存活了1266天(tian),相(xiang)當(dang)于人類的(de)120-130歲。這一延(yan)長(chang)(chang)壽(shou)(shou)命(ming)(ming)的(de)效果(guo)超過了熱量限(xian)制飲(yin)食、二甲雙(shuang)胍及(ji)煙酰胺的(de)效果(guo)。
他們通過(guo)定量(liang)蛋白質(zhi)組(zu)學分析發(fa)(fa)現,年輕小(xiao)細(xi)胞外(wai)囊泡治療后老(lao)年組(zu)織(zhi)的(de)蛋白質(zhi)組(zu)發(fa)(fa)生了(le)顯著變(bian)(bian)化,這些變(bian)(bian)化與代謝(xie)過(guo)程(cheng)密(mi)切相關。從(cong)機制上來說,年輕的(de)小(xiao)細(xi)胞外(wai)囊泡通過(guo)其攜帶的(de)miRNA貨物在(zai)體(ti)(ti)外(wai)和(he)體(ti)(ti)內刺激(ji)PGC-1α的(de)表達,從(cong)而改(gai)善線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)功能(neng)和(he)減輕老(lao)年組(zu)織(zhi)的(de)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)缺陷。PGC-1α是線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)穩(wen)態的(de)關鍵調(diao)節因(yin)子,通過(guo)協調(diao)細(xi)胞核基因(yin)組(zu)和(he)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)基因(yin)組(zu)編(bian)碼的(de)線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)蛋白的(de)表達來增強線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)生物發(fa)(fa)生,并(bing)通過(guo)調(diao)節線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)質(zhi)量(liang)控制和(he)促進線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)再生來維持線(xian)(xian)(xian)(xian)(xian)粒(li)(li)(li)體(ti)(ti)數量(liang)和(he)質(zhi)量(liang)的(de)穩(wen)定性(xing)。
這項研究(jiu)表明,年輕血漿中(zhong)的(de)小細(xi)胞(bao)(bao)(bao)外(wai)囊(nang)(nang)泡在分子、線(xian)粒(li)體、細(xi)胞(bao)(bao)(bao)和生理水平上抵(di)消了已經存在的(de)衰(shuai)老,其至少(shao)部分通過(guo)刺激PGC-1α表達和增(zeng)強線(xian)粒(li)體能量代(dai)謝來逆轉(zhuan)退行性改(gai)變(bian)和年齡相關的(de)功(gong)能障礙。更重要的(de)是(shi),年輕的(de)小細(xi)胞(bao)(bao)(bao)外(wai)囊(nang)(nang)泡作(zuo)為有前(qian)途的(de)天然(ran)載體,可以穩定地遞(di)送(song)“返(fan)老還童”因子,而不具有毒性或免疫(yi)原(yuan)性,因此,小細(xi)胞(bao)(bao)(bao)外(wai)囊(nang)(nang)泡可作(zuo)為一種多功(gong)能工(gong)具,幫助衰(shuai)老組織恢復活(huo)力,改(gai)善終身健康(kang)和福祉。
相關(guan)論文信息://doi.org/10.1038/s43587-024-00612-4
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