健康
衰老和疾病与代谢失调密切相关
研究发现，衰老和疾病与代谢失调密切相关。通过靶向调节代谢，有望减缓甚至逆转神经退行性疾病的进展。
衰老是一个生物过程，没有人可以避免。理想情况下，变老应该是放松和享受劳动成果的时候。然而，衰老也有黑暗的一面，通常与疾病有关。
每秒钟，你的细胞都会进行数十亿个生化反应，为生命的基本功能提供燃料，形成一个高度互连的代谢网络。这个网络使细胞能够生长、增殖和自我修复，它的破坏可以驱动衰老过程。
但是，衰老会导致代谢下降，还是代谢破坏会加速衰老？或者两者兼有？
为了解决这个先有鸡还是先有蛋的问题，你首先需要了解代谢过程在衰老和疾病期间是如何分解的。
我是一名科学家和研究员，我的实验室专注于探索代谢、压力和衰老之间复杂的关系。最终，我们希望这项工作能够提供促进更健康衰老和更充满活力生活的策略。
代谢与衰老之间的联系
衰老是许多社会最常见疾病的最重要风险因素，包括糖尿病、癌症、心血管疾病和神经退行性疾病。
这些健康问题发作背后的一个关键因素是细胞和代谢稳态或平衡的破坏。
破坏稳态会使身体的内部环境不稳定，导致失衡，从而引发一系列健康问题，包括代谢紊乱、慢性疾病和受损的细胞功能，这些功能有助于衰老和其他严重疾病。
代谢紊乱与衰老细胞的许多标志有关，例如端粒缩短，这是对染色体保护端的损害，以及基因组不稳定性，即形成遗传突变的倾向。
功能失调的代谢也与功能不良的线粒体有关；细胞衰老，即细胞停止分裂；肠道微生物失衡；以及细胞检测和响应不同营养素的能力降低。
神经系统疾病，如阿尔茨海默病，是与年龄相关的疾病的典型例子，在失调的代谢和功能下降之间有着密切的联系。
例如，我的研究团队之前发现，在衰老的小鼠中，骨髓细胞产生、储存和使用能量的能力由于一种调节炎症的蛋白质的活动增加而受到抑制。
这种能量不足的状态导致炎症增加，而这些衰老细胞依赖葡萄糖作为主要燃料来源，加剧了炎症。
然而，实验性地抑制衰老小鼠骨髓细胞中的这种蛋白质，可以恢复细胞产生能量的能力，减少炎症并改善大脑中涉及记忆区域的可塑性。
这一发现表明，通过重新编程骨髓细胞的葡萄糖代谢来恢复免疫功能，可以逆转一些认知衰老。
重新利用药物治疗阿尔茨海默病
在我的新发表的研究中，我和我的团队发现了代谢紊乱和神经退行性疾病之间的新联系。这使我们能够确定一种最初用于癌症的药物，可以潜在地用于治疗阿尔茨海默病。
我们专注于一种名为IDO1的酶，它在分解氨基酸色氨酸的第一步中起着关键作用。
这条途径产生了一种名为犬尿氨酸的关键化合物，它为额外的能量途径和炎症反应提供燃料。然而，过量的犬尿氨酸可能具有有害影响，包括增加患阿尔茨海默病的风险。
我们发现，抑制IDO1可以在一系列临床前模型中恢复记忆和脑功能，包括细胞培养和小鼠。为了了解原因，我们研究了脑细胞的代谢。
大脑是体内最依赖葡萄糖的组织之一。无法正确使用葡萄糖为关键大脑过程提供燃料会导致代谢和认知能力下降。
高水平的IDO1通过产生过量的犬尿氨酸来减少葡萄糖代谢。因此，IDO1抑制剂——最初设计用于治疗癌症，如黑色素瘤、白血病和乳腺癌——可以重新用于减少犬尿氨酸和改善脑功能。
使用一系列实验室模型，包括小鼠和阿尔茨海默病患者的细胞，我们还发现IDO1抑制剂可以恢复脑细胞中的葡萄糖代谢。
此外，我们能够通过阻断IDO1来恢复患有淀粉样蛋白和tau蛋白积累的小鼠的葡萄糖代谢——这两种异常蛋白质与许多神经退行性疾病有关。我们相信重新利用这些抑制剂可能对各种神经退行性疾病都有益。
促进更健康的认知衰老
神经系统疾病和代谢下降的影响对个人、家庭和经济来说都是沉重的。
虽然许多科学家一直专注于针对这些疾病的下游影响，如管理症状和减缓进展，但早期治疗这些疾病可以改善随着年龄增长而产生的认知能力。
我们的研究结果表明，靶向代谢不仅可以减缓神经衰退，还可以逆转阿尔茨海默病、帕金森病和痴呆症等神经退行性疾病的进展。
在压力、代谢和衰老的交点发现新的见解可以为更健康的衰老铺平道路。更多的研究可以提高我们对代谢如何影响整个生命中的应激反应和细胞平衡的理解。
本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。