我们为什么会变老?(4)

由衰老引起的死亡是动物在资源有限的情况下发展的一种过程,其功能是限制个体的寿命以换取种群的生存.衰老的过程和生长发育的过程一样,是由程序控制的,而且分为近程控制和远程控制.近程控制主要通过4条信息传递链实现,其中胰岛素/IGF-1信号通路和mTOR信号通路在食物充足时加快合成活动,促使动物生长繁殖,同时降低动物对逆境的...     

我们为什么会变老?(5)

由衰老引起的死亡是动物在资源有限的情况下发展的一种过程,其功能是限制个体的寿命以换取种群的生存.衰老的过程和生长发育的过程一样,是由程序控制的,而且分为近程控制和远程控制.近程控制主要通过4条信息传递链实现,其中胰岛素/IGF-1信号通路和mTOR信号通路在食物充足时加快合成活动,促使动物生长繁殖,同时降低动物对逆境的...     

节食延缓衰老的分子生物学机理

作为一种复杂的生命过程,衰老既受到自身内部基因的调控,又受到外界环境的影响。节食作为唯一一种通过改变外界环境改变衰老进程的手段,是指在不会造成营养不良的情况下,通过减少正常饮食量的20%~40%的食物限制或者是减少食物中的高热量成分来实现总摄入热量的降低。节食不仅能延长寿命(lifespan),而且能有效预防衰老相关疾病的发生,从而延长健康寿命(healthspan)。节食的分子机理在模式动物线虫、果蝇和小鼠中都得到了很好的阐释,在此将对节食延缓衰老的分子机理进行总结,并对近些年来发现的可以模拟节食对衰老推迟作用的小分子化合物的作用机理进行阐释。     

抑制剂在mTOR和IIS信号通路及老年相关疾病中的研究进展

衰老是机体各组织、器官功能随年龄增长而发生退行性变化的过程。衰老将降低机体在面对环境胁迫时维持机体动态平衡的能力,从而使机体患病和死亡的风险增加。近年来,抑制剂在抗衰老和治疗老年疾病方面的研究取得了很大进展,通过抑制衰老经典通路中mTOR、IIS信号通路可延长模式动物寿命,通过抑制剂的干预能够延缓或治疗某些老年疾病。本文重点综述了抗衰老抑制剂在衰老主要信号通路中的应用以及在老年相关疾病,如肿瘤、阿兹海默症、糖尿病中的治疗作用,并对下一步研究进行了展望。     

端粒DNA损伤与细胞衰老的研究进展

细胞衰老是生物不可逃避的生命现象。研究表明,端粒DNA的长度与细胞的衰老进程有关,衰老细胞的端粒DNA出现不同程度的损伤,如端粒DNA的断裂、融合、缩短和缺失等。因此,端粒长度被称作控制寿命的"生命时钟"。目前,端粒DNA损伤发生的机制也得到进一步阐明。端粒酶作为逆转录酶,主要维持端粒的长度、减少染色体的损伤,保证细胞分裂周期的持续进行。该文探讨了端粒DNA损伤发生的机制及不同类型的端粒DNA损伤与细胞衰老之间的关系,在分子水平上寻找诱发细胞衰老的原因,从而为基础研究转化为临床应用提供思路,为研发相应衰老通路的阻滞剂或端粒酶的激活剂奠定理论基础。     

热量限制延长寿命的分子机制

很多研究均发现,热量限制在很多物种中都有延长寿命的作用.这些报道认为,寿命的延长可 能与氧化应激和炎症过程有关.值得注意的是,热量限制调节氧化应激与脂质代谢调控、抑 制细胞凋亡、DNA保护等分子过程有密切关系.最近,有研究者表明,热量限制调控氧化应激和炎症过程是通过胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路起作用的.热量限制在所有的动物模型实验中都显示延长寿命,然而,在人类中应用热量限制,可能还存在很多对人体健康问题值得关注.本文就热量限制如何调控寿命的机制的研究进展作一综述.     

生物衰老的主要分子机制概述

衰老是一种包括生理性衰老和病理性衰老的正常自然规律,与其他生物过程一样,受一些信号通路和分子机制的调控。研究发现调控生物衰老机制的信号通路之间存在相互作用。综述了胰岛素通路、雷帕霉素通路及Sirtuins家族这3种与自噬相关的延缓衰老的经典信号通路,总结了氧化应激、细胞衰老、免疫衰老等影响机体衰老的主要原因及方式,希望在此基础上发现新的互作通路,探索出更多新颖的分子机制和方法以预防、延缓或减轻多种与衰老相关的疾病。     

食物信号钟

生物钟是指生物体自身具有的一种自主时间调控机制,这种机制能使生物体感知并适 应环境中的光、食物和温度等周期信号.限时饮食动物能预期饮食时间,并表现出食物预期 性活动、体温上升以及皮质酮分泌等.这些食物预期性节律被认为是受食物信号钟（FEC）控 制的.研究表明,食物信号钟可能是由一个或者多个整合在一起的震荡子组成的生理结构, 它控制着各种食物信号相关的生理节律.本文综述了食物信号钟存在的可能位点、与其相关 的生物钟基因以及参与生物钟信号输入输出相关的神经化学信号通路.     

果蝇衰老的调控机制

衰老是一个复杂的生物学过程,涉及到有害物质的积累导致整体生命功能的下降,生物的生理状况逐渐恶化,最终导致疾病和死亡。黑腹果蝇Drosophila melanogaster作为最重要的遗传学工具之一,近年来常被用于衰老的研究,以阐明衰老的发生与发展机制。本文结合本实验室的研究进展,综述了果蝇寿命调控的生理生化机制,如保幼激素、胰岛素/类胰岛素生长因子、TOR信号网络、腺苷酸活化蛋白激酶信号通路、热量限制和饮食限制、氧化应激、小分子RNA以及鞘脂类代谢都会对果蝇的寿命产生影响。除此之外,基因调控网络研究还能够发现潜在的与长寿相关的基因组区域,将有可能发现更多寿命相关基因。以果蝇为模式生物的研究,对于其他昆虫衰老、存活等种群生物学问题的研究以及天敌、益虫保育和害虫控制,具有十分重要的指导意义。     

抗衰老药物对线虫生存曲线影响的荟萃分析

随着世界人口老龄化步伐的加快,衰老机制及抗衰老药物的研究日益成为生物医学领域的热点前沿之一.国内外已有大量研究报道抗衰老药物能够延长多种模式生物包括线虫、果蝇、小鼠、大鼠及灵长类等的寿命,然而,这些药物延缓衰老方式的差异仍缺乏系统研究.因此,本研究以衰老研究的热点模式生物线虫为对象,搜集1990年以来国内外刊物上正式发表的有关抗衰老药物寿命试验的研究文献及其涉及的生存曲线,利用荟萃分析比较了不同抗衰老药物与生存曲线变化类型间的关系,并结合药物的药理作用探讨其延寿机制.生存曲线特征聚类结果与药物生物学分类交叉分析结果表明,药理作用类型与增益类型具有很强相关性,提示这2种分类方法的结果是匹配的.抗氧化剂类药物和控制血糖类药物对生存曲线的改善总体增益虽然不是最高,但相对于正常组生存曲线其增益部分呈平移形,表明该类药物可以通过改善年龄结构对整个群体产生显著增益,且其衰老曲线的特征与自然衰老相似.抗癫痫药物及胃肠道菌群相关药物总体增益较大,其曲线增益形状呈梯形,提示该类药物(尤其是胃肠道菌群相关药物)尽管显著延长了少数个体的最大寿命,但是从整个群体来看,大多数个体寿命延长程度并不明显,受益的少数个体可能需要较长的外界资源支持方能保持较长时间的存活状态,这种模式既不大众化也不经济.综上所述,清除自由基和控制血糖类药物对健康老年有着更为积极合理的作用与效应.     

琥珀酸对酵母细胞转录组的影响

寻找抗衰老活性小分子并研究其作用机制是衰老药物学研究的重点和热点。本文报道了一种新的抗衰老活性小分子琥珀酸,发现琥珀酸可以显著延缓芽殖酵母细胞的衰老并增强细胞的压力抗性。随后,利用DNA Microarray技术及生物信息学手段较系统分析了琥珀酸处理对基因表达谱、基因本体聚类及相关信号通路的影响。结果显示,琥珀酸处理对细胞转录组产生了显著影响,共导致3 485个基因的差异表达(P 0.05),其中1 335个基因显著上调,2 150个基因显著下调。进一步对基因本体聚类及信号通路分析显示,线粒体及核糖体生物合成相关的分子功能、细胞组分、生物学过程和信号通路可能是琥珀酸作用的主要靶点,其他可能的作用靶点还包括蛋白酶体、细胞内吞、过氧化物酶体代谢及细胞自噬等。本研究为进一步阐明琥珀酸介导的寿命及压力调控机制提供了理论参考和研究线索。     

秀丽线虫衰老调控的生理与分子机制

秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)是目前研究动物衰老调控机制重要模型之一.在线虫中,众多的信号通路经相互协同形成的复杂网络接受来自感觉神经元的各种环境信息,进而通过信号传递作用于各组织器官而影响衰老的诸多方面.线虫衰老的生理与分子调控主要涉及三个调节系统,即发挥神经内分泌功能的insulin/IGF-1体系、进食限制延缓衰老的调节系统和线粒体呼吸链/ATP合成体系.本文主要针对这三类体系的生理与分子调控机制予以论述.     

饮食限制延长寿命的遗传机制

饮食限制(Dietary restriction,DR)有效延长了哺乳动物的寿命,也使许多年龄依赖性疾病的发病率降低且延缓其进展。理解饮食限制引起长寿的遗传机制,会对将来处理衰老相关的医疗问题产生深远影响。然而直到最近人们对后生动物的这些机制几乎仍一无所知。通过理解能量感知和寿命控制遗传基础的最新进展,在酵母、无脊椎动物和哺乳动物中,已开始解决这个难题。越来越多的证据表明,后生动物大脑在感应饮食限制和促进寿命延长中起关键作用,因此文章综述了近来后生动物DR长寿的调解因子与DR长寿的基因和神经调节机制及有关理论的进展。     

细胞衰老与肿瘤发生

细胞衰老（cell senescence）是指细胞在信号转导作用下不可逆地脱离细胞周期并丧失增殖能力后进入的一种相对稳定的状态。细胞衰老有增殖衰老与早熟衰老两种形式：增殖衰老由端粒缩短激发的信号转导激发,与TP53/CDKN1a（p21^WAF-1/Cip1）/pRB/E2F信号通路密切相关;早熟衰老由细胞内在或外在急慢性应激信号引发,与TP53/CDKN1a（p21^WAF-1/Cip1）/pRB/E2F或CDKN2a（p16^ink4A）/pRB/E2F信号通路相关。目前研究已经证实早熟衰老是细胞在癌变过程中的天然屏障,是继DNA修复、细胞凋亡后的第三大细胞内在抗癌机制,在机体防止肿瘤形成中起重要作用。     

衰老过程中行为和认知功能退化的调控机制研究

随着人类预期寿命延长,人口老龄化问题越来越严重.过去几十年关于衰老的研究使人们对长寿的生物学机理有了一定的认识,然而延长寿命应以保持老年个体健康的行为和认知功能为前提,近期研究显示延长寿命不一定延缓衰老过程中的行为和认知功能退化.衰老相关行为退化的调控机制目前知道的还很少,如何实现老年人口健康的衰老是现代社会极具挑战也...     

还有"永生"的DNA链?(4)

DNA序列在一定程度上发生的改变既为生物的演化所必需,又是动物体内癌症发生、影响物种相对稳定存在的主要因素,它们之间必需要有一个平衡.在环境条件相对稳定的情况下,保持DNA序列的稳定对生物的生存更加重要.然而细胞分裂时DNA的复制过程不是100％准确,而是会有一定程度的误差,这是DNA序列发生变化的重要原因.为减少DN...     

寿命相关基因与衰老的生化机制

衰老和长寿基因方面的研究多以线虫 (如C .elegans)、酵母、果蝇、小鼠为模型 ,目前已鉴定了数十种衰老相关基因 ,改变某些基因的活性会延长寿命或促进衰老。最早引起人们兴趣的“老年基因”是DAF 16 ,但其机制至今未明。daf 16编码转录因子DAF 16 ,后者是一种调节其它基因活性的蛋白。DAF 16是C .elegans寿命的重要调节因子 ,它的作用可被某种激素信号途径 (例如由类似于哺乳类胰岛素和胰岛素样生长因子的蛋白激活的信号途径 )所阻断 ,减弱这一信号途径的活动能使成年C .elegans的寿命明显延长 ,对果蝇和小鼠也如此。因此要想完全阐明…     

还有"永生"的DNA链?(3)

DNA序列在一定程度上发生的改变既为生物的演化所必需,又是动物体内癌症发生、影响物种相对稳定存在的主要因素,它们之间必需要有一个平衡.在环境条件相对稳定的情况下,保持DNA序列的稳定对生物的生存更加重要.然而细胞分裂时DNA的复制过程不是100％准确,而是会有一定程度的误差,这是DNA序列发生变化的重要原因.为减少DN...     

还有“永生”的DNA链?(1)

DNA序列在一定程度上发生的改变既为生物的演化所必需,又是动物体内癌症发生、影响物种相对稳定存在的主要因素,它们之间必需要有一个平衡.在环境条件相对稳定的情况下,保持DNA序列的稳定对生物的生存更加重要.然而细胞分裂时DNA的复制过程不是100％准确,而是会有一定程度的误差,这是DNA序列发生变化的重要原因.为减少DN...     

运动调控衰老骨骼肌UPRmt和线粒体自噬互作的机制

衰老性肌萎缩中的线粒体功能障碍与线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response,UPRmt)和线粒体自噬构成的线粒体质量控制(mitochondrial quality control, MQC)的损伤密切相关。线粒体质量控制是线粒体维持内环境稳态的保护机制，其中UPRmt和线粒体自噬分别负责受损线粒体的修复和清除。UPRmt应对未折叠蛋白应激，维持线粒体和细胞蛋白质稳态，延长寿命并调节代谢重构，而线粒体自噬选择性地去除受损严重的线粒体，两者共同维护线粒体稳态。本文总结UPRmt与线粒体自噬的互作、衰老骨骼肌UPRmt与线粒体自噬的变化和运动逆转衰老骨骼肌UPRmt和线粒体自噬的机制，重点总结运动源的活性氧(reactive oxygen species, ROS)调控UPRmt与线粒体自噬互作的信号通路研究进展，并为衰老性肌萎缩进程中线粒体质量控制的维持提供参考。