研究人员发现哺乳动物衰老的一个可能可逆的原因：一系列分子事件，使细胞核与线粒体之间能够进行细胞内通讯。
随着通讯的失效，衰老加速。通过提供人体自然产生的一种分子，科学家成功恢复了老年小鼠的通讯网络。随后采集的组织样本显示出与年轻动物相似的主要生物标志。
“我们发现的衰老过程就像一对已婚夫妇——年轻时他们沟通良好，但随着时间的推移，经过多年的共同生活，沟通会出问题，”哈佛医学院遗传学教授、该研究的资深作者大卫·辛克莱尔说。“就像夫妻一样，恢复沟通解决了问题。”
这项研究是哈佛医学院、美国国家老龄化研究所（NIA）和澳大利亚悉尼新南威尔士大学的合作项目，辛克莱尔也在那里任职。
通讯故障
线粒体常被称为细胞的“发电厂”，产生化学能量以执行关键的生物功能。这些具有自我意识的细胞器生活在我们细胞内，并含有自己的小基因组，长期以来一直被认为是衰老的关键生物参与者。
但随着它们随时间变得效率低下，许多与年龄相关的疾病，如阿尔茨海默病和糖尿病，会逐渐发展。
研究人员通常对衰老可逆的观点持怀疑态度，主要是因为流行的理论认为与年龄相关的疾病是线粒体DNA突变的结果——而突变是不可逆的。
辛克莱尔和他的团队多年来一直在研究衰老的基础科学——广义上定义为随时间推移功能的逐渐衰退——主要关注一组名为sirtuins的基因。他实验室的先前研究表明，其中一个基因SIRT1被存在于葡萄、红酒和某些坚果中的化合物白藜芦醇激活。
辛克莱尔实验室的博士后科学家安娜·戈麦斯研究了SIRT1基因被移除的小鼠。虽然准确预测这些小鼠会显示衰老迹象，包括线粒体功能障碍，但研究人员惊讶地发现，来自细胞核的大多数线粒体蛋白水平正常；只有由线粒体基因组编码的那些减少了。
“这与文献所暗示的相反，”戈麦斯说。
通过恢复NAD逆转衰老
随着戈麦斯和同事研究可能的原因，他们发现了一个复杂的分子事件链，始于一种名为NAD的化学物质，止于一种关键分子，该分子在细胞核基因组和线粒体基因组之间传递信息并产生活动。只要基因组之间的协调保持流畅，细胞就保持健康。SIRT1的作用是作为中介，类似于保安；它确保一种名为HIF-1的干扰分子不会干扰通讯。
由于尚不清楚的原因，随着年龄增长，初始化学物质NAD的水平下降。没有足够的NAD，SIRT1失去追踪HIF-1的能力。HIF-1水平上升，开始对基因组之间的顺畅通讯造成损害。研究小组发现，随着时间的推移，这种通讯的丧失降低了细胞产生能量的能力，衰老和疾病的迹象变得明显。
“衰老过程的这一组成部分以前从未被描述过，”戈麦斯说。
虽然这一过程的崩溃导致线粒体功能迅速下降，但其他衰老迹象需要更长时间才能出现。戈麦斯发现，通过提供一种细胞可转化为NAD的内部化合物，她可以修复受损的网络并迅速恢复通讯和线粒体功能。如果该化合物足够早地给予——在过度突变积累之前——几天内，衰老过程的某些方面就可以逆转。
HIF-1与衰老和癌症的联系
在检查仅接受一周NAD生成化合物的两岁小鼠的肌肉时，研究人员寻找胰岛素抵抗、炎症和肌肉萎缩的指标。在所有三种情况下，小鼠的组织类似于六个月大的小鼠。按人类年龄计算，这就像是一个60岁的人在特定领域变成了20岁。
这一发现的一个特别重要方面与HIF-1有关。HIF-1不仅仅是一种破坏通讯的侵入性分子，它通常在身体缺氧时被激活。否则，它保持休眠状态。然而，已知癌症会激活并劫持HIF-1。研究人员仍在测试HIF-1在癌症生长中的确切作用。
“发现一种在许多类型癌症中被激活的分子也在衰老过程中被激活，这非常重要，”戈麦斯说。“我们现在开始看到癌症的生理学在某些方面与衰老的生理学相似。也许这可以解释为什么癌症的最大风险因素是年龄。”
“显然还有很多工作要做，但如果这些结果成立，那么衰老的某些方面如果及早发现可能是可逆的，”辛克莱尔说。
研究人员目前正在测试NAD生成化合物在小鼠中的长期结果，以及它如何影响整个小鼠。他们还在测试该化合物是否可以安全地用于治疗罕见的线粒体疾病或更常见的疾病，如1型和2型糖尿病。长期来看，辛克莱尔计划测试该化合物是否能让小鼠活得更健康、更长寿。
研究资助
辛克莱尔实验室由美国国家老龄化研究所（NIA/NIH）、格伦医学研究基金会、美国衰老研究基金会、Ellison医学基金会、SENS研究基金会和Paul F. Glenn衰老生物学研究中心资助。
对人类健康的潜在影响
辛克莱尔及其同事的开创性研究可能导致开发新药，以减缓甚至逆转衰老过程。这些药物可能有助于预防或治疗与年龄相关的疾病，如心脏病、糖尿病、阿尔茨海默病和癌症。
然而，重要的是要注意，该研究仍处于早期阶段，在将这些发现转化为对人类有效的治疗之前，还需要进一步的研究。
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