來自佐治亞州立大學的研究人員指出,在禁食或限制卡路里時產生的分子對血管系統具有抗衰老作用,這能用于減少與血管相關的人類疾病的發生和嚴重程度,例如心血管疾病。
這一研究成果公布在9月6日的Molecular Cell雜志上,由佐治亞州立大學的鄒明輝教授領導完成,鄒明輝教授研究心血管生物學及糖尿病數十年,他是國際上研究心血管代謝疾病生物學與藥理學研究領域的有聲望科學家。其研究工作揭示超氧陰離子O2? -和過氧化亞硝基陰離子ONOO-在心血管疾病發生發展過程中的病理作用。

鄒明輝
“隨著人們年齡的增長,他們更容易患上疾病,如癌癥,心血管疾病和阿茨海默癥,”鄒教授表示,“年齡是人類疾病最重要的所謂風險因素。如何延緩衰老是減少人類疾病和其嚴重程度的主要途徑。”
“衰老最重要的部分是血管老化。當人們變老時,供應不同器官的血管最敏感,更容易受到衰老的影響,因此研究血管衰老非常重要。我們這項研究的重點是血管衰老,我們希望能了解老年期間發生了什么樣的變化以及如何預防血管老化。”
在這項研究中,研究小組探討了卡路里限制(少吃或禁食)與延緩衰老之間的聯系,雖然關于這兩者之間的關聯倍受重視,但具體聯系尚不清楚。
研究人員發現了一種在禁食或限制熱量條件下產生的重要小分子——β-羥基丁酸酯(β-hydroxybutyrate,βOHB)。這是一種酮體,或含有酮基的水溶性分子,在食物攝入量低,碳水化合物限制飲食,饑餓和長時間強烈運動的時候由肝臟產生。
“我們發現這種化合物可以延緩血管老化,”鄒教授說,“這實際上提供了卡路里限制與禁食和抗衰老作用之間的化學聯系。這種化合物可以通過內皮細胞延緩血管老化,內皮細胞排列在血管和淋巴管的內表面。它可以防止一種細胞衰老。”
研究人員發現β-羥基丁酸酯可以促進細胞分裂,并防止這些細胞衰老。此外,他們也發現當β-羥基丁酸酯與某種RNA結合蛋白結合時,這會增加一種稱為Octamer轉錄因子(Oct4)的干細胞因子在小鼠血管平滑肌和內皮細胞中的活性。Oct4能增加抵抗DNA損傷誘導的衰老的關鍵因素,這可以使血管保持年輕。
“我們認為這是一個非常重要的發現,我們正在努力尋找能夠模仿這種酮體功能影響的新化學物質。我們希望能減少心血管疾病和阿茨海默癥。因為很難說服人們長時間不要進食以增加這種化合物(β-羥基丁酸酯)的濃度,但是如果我們能找到能夠模仿這種效果并且人們仍然可以吃的東西,那么這將有助于對抗疾病。”
“這種干細胞因子(Oct4)可能是減緩或預防衰老的藥物或藥理學靶標。如果血管系統變得更年輕,它就不太可能患有心血管疾病,阿茨海默病和癌癥,因為所有這些疾病都是年齡相關的”。
在未來,研究人員希望以衰老細胞作為目標,消除它們,讓血管系統恢復活力以預防心血管疾病。
作者簡介:
鄒明輝,1985年畢業于湖北科技學院醫療系。曾先后在法國Pual-SabatierR大學、德國Konstanz大學獲博士學位,現為美國醫學科學院院士,美國佐治亞州立大學科研事務副校長,奧克拉荷馬大學內科學系血管生物部負責人,細胞生物學、生理學、醫學終身教授。主要從事血管生物學和藥理學的研究。
鄒明輝博士研究心血管生物學及糖尿病已20多年.目前他主要研究氧化應激在心血管疾病發生發展中的作用,就如何有效地檢測機體的氧化應激反應、減低機體氧化應激反應以及增強機體的抗氧化應激能力作出了許多原創性成果。他專長于研究一氧化氮和氧化應激在血流學和血管功能學的作用,并對前列環素和內皮一氧化氮合酶的修飾作用進行了系統性和開拓性研究,發現它們是介導一氧化氮和超氧化物的血管功能的關鍵物質。他的研究團隊亦首次發現AMP活化的蛋白激酶(AMPK)除了能感受細胞能量不足外,并主動參與氧化應激調節。他首先發現用于治療糖尿病的藥物二甲雙胍是通過細胞內氧化激活AMP依賴的蛋白激酶而發揮其作用。通過這方面的研究鄒明輝博士系統闡明了AMP活化的蛋白激酶(AMPK)功能障礙是肥胖癥、糖尿病和心血管疾病的發生環節中的一個關鍵酶。
鄒明輝博士是美國國立衛生研究院、美國糖尿病協會、美國心臟病協會的基金評委及多項國際研究組織,如中國國家自然科學基金、香港大學研究基金、英國Wellcome
Trust基金組織和德國科學基金的特邀評委。鄒明輝博士還任《Diabetes, Metabolic Syndrome and
Obesity》雜志主編及多項國際權威雜志的編委,如Journal of Clinical Investigation
、Circulation、Circulation Research、ATVB。在過去的3年中在國際著名雜志Nature Medicine
、Journal of Clinical Investigation 、Journal of Experimental Medicine
、Circulation 、 Circulation Research 、Diabetes 、Mol. Cell. Biol. 、ATVB 、
J. Biol. Chem., Hypertension
等國際學術期刊發表學術論文90余篇。2008年,由于他在氧化應激和血管功能的調節方面做出了重要貢獻,鄒明輝博士被美國最悠久和最有聲望的醫生—科學家組織—美國臨床研究協會(American
Society for Clinical Investigation)遴選為會員。
原文標題:
β-Hydroxybutyrate Prevents Vascular Senescence through hnRNP A1-Mediated Upregulation of Oct4