來(lái)自美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院，馬里蘭大學(xué)和馬薩諸塞州總醫(yī)院的國(guó)家人類(lèi)基因組研究所(NHGRI)的研究人員表明，患有罕見(jiàn)早衰癥狀的患者的細(xì)胞Hutchinson-Gilford早衰對(duì)抗生素雷帕霉素的治療有反應(yīng)。該研究的結(jié)果可能導(dǎo)致對(duì)致命遺傳條件的潛在治療，并促進(jìn)對(duì)正常衰老過(guò)程的生物學(xué)理解。

“這是我們努力了解早衰細(xì)胞機(jī)制的一個(gè)令人興奮的新發(fā)展，”資深作者和NIH主任Francis S. Collins博士說(shuō)。“我們?cè)谶@項(xiàng)研究中的合作正在建立一種科學(xué)洞察力的勢(shì)頭，有望為這種破壞性疾病提供治療方法。它還闡明了我們對(duì)細(xì)胞和生物體衰老的基本知識(shí)。”

早衰是一種以過(guò)早衰老為特征的遺傳性疾病。早衰患者的父母都有正常的基因，表明每個(gè)孩子在受影響的基因中都有一個(gè)新的突變，這就是為什么它極為罕見(jiàn)?；加性缢サ挠變罕憩F(xiàn)出高齡的特征和癥狀，包括脫發(fā)，皮下脂肪減少，過(guò)早的動(dòng)脈粥樣硬化和骨骼異常。這些孩子通常在青少年時(shí)死于心臟病或中風(fēng)。

2003年，NHGRI研究人員發(fā)現(xiàn)，早衰是由Lamin A基因突變引起的.Lamin A是一種蛋白質(zhì)，有助于維持細(xì)胞核的正常結(jié)構(gòu)，即細(xì)胞遺傳信息庫(kù)。Progerin是一種有毒蛋白質(zhì)，是由于Lamin A基因突變而產(chǎn)生的。但最近，已發(fā)現(xiàn)progerin可以累積，盡管速度要慢得多，正常細(xì)胞老化。

在2011年6月29日早期在線版“ 科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué) ”上發(fā)表的研究中，研究人員用雷帕霉素治療受早衰影響的患者細(xì)胞。目前用于降低器官移植排斥風(fēng)險(xiǎn)的雷帕霉素逆轉(zhuǎn)了早衰中細(xì)胞核的損傷，細(xì)胞內(nèi)有毒蛋白質(zhì)progerin積累造成的損害。該研究還表明，雷帕霉素將progerin沖出細(xì)胞。

第一作者Kan Cao博士是馬里蘭大學(xué)帕克分校細(xì)胞生物學(xué)和分子遺傳學(xué)助理教授，自2010年9月以來(lái)一直擔(dān)任該職位。她曾在NHGRI擔(dān)任博士后研究員五年。分子遺傳學(xué)部，基因組技術(shù)科。2009年，在閱讀了雷帕霉素延長(zhǎng)正常動(dòng)物壽命的小鼠研究后，曹醫(yī)生采取了預(yù)感，并指導(dǎo)了一項(xiàng)初步實(shí)驗(yàn)，使用該藥物治療培養(yǎng)的早衰細(xì)胞。她的預(yù)感證明是偶然的：三周后，用雷帕霉素治療的所有細(xì)胞看起來(lái)都更健康。

曹醫(yī)生觀察到，雷帕霉素可在數(shù)周內(nèi)影響早衰細(xì)胞。她推測(cè)雷帕霉素對(duì)這些細(xì)胞的影響可能與細(xì)胞分裂有關(guān)。曹博士說(shuō)：“Progerin在有絲分裂后收集到細(xì)胞質(zhì)中的大量碎片。” “雷帕霉素有助于從細(xì)胞質(zhì)中清除progerin。隨著雷帕霉素的作用，progerin的積累顯著延遲。”

在目前的研究中，研究人員使用來(lái)自三名早衰患者的細(xì)胞與來(lái)自四名健康個(gè)體的細(xì)胞相比，復(fù)制了曹博士的實(shí)驗(yàn)。他們觀察到，用雷帕霉素處理的早衰細(xì)胞隨著時(shí)間的推移顯示出隨著時(shí)間的推移在細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)改變中發(fā)生逆轉(zhuǎn)，并且雷帕霉素治療有助于防止細(xì)胞核內(nèi)的DNA損傷。經(jīng)過(guò)60天的治療，研究人員觀察到減少老化對(duì)正常和早衰細(xì)胞的有益作用。

共同資深作者，哈佛醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)副教授Dimitri Krainc博士領(lǐng)導(dǎo)的神經(jīng)退行性疾病綜合研究所的研究中的合作者探討了稱(chēng)為自噬的細(xì)胞過(guò)程，這是一個(gè)必不可少的過(guò)程。在細(xì)胞的生命中，細(xì)胞不再需要的成分被分解。他們表明，雷帕霉素激活了一種啟動(dòng)蛋白質(zhì)降解的信號(hào)通路，這是自噬細(xì)胞過(guò)程的一部分。至于毒性progerin蛋白，其在雷帕霉素處理細(xì)胞中的水平下降了一半。

“在正常老化期間，我們的細(xì)胞會(huì)累積正常細(xì)胞功能的副產(chǎn)物。” 克拉辛博士說(shuō)。“細(xì)胞去除這些碎片的能力隨著衰老而下降。據(jù)認(rèn)為，即使細(xì)胞中通常存在的這些降解系統(tǒng)的小活化也會(huì)延長(zhǎng)我們細(xì)胞和器官的健康和壽命。”

Krainc博士解釋說(shuō)，雷帕霉素的作用之一是激活細(xì)胞中的碎片降解系統(tǒng)。“導(dǎo)致早衰的Progerin也會(huì)在正常衰老中累積，盡管數(shù)量非常少，”他說(shuō)。“然而，如果雷帕霉素被證明對(duì)人類(lèi)的壽命有益，可以安全地假設(shè)它不僅僅因?yàn)樗梢詮募?xì)胞中清除progerin，還因?yàn)樗梢郧宄匣^(guò)程中累積的其他有毒產(chǎn)品。”

在2011年6月13日發(fā)表在臨床研究雜志上的另一項(xiàng)研究中，該研究小組的成員表明，progerin在正常衰老的細(xì)胞中被激活，因?yàn)槎肆?染色體上的保護(hù)性末端帽)被降解。

“這是我們工作的開(kāi)始，”曹博士說(shuō)。“我們希望了解內(nèi)外的疾病 - 從細(xì)胞表型到分子機(jī)制。我們也希望找到潛在的療法和方法，通過(guò)新技術(shù)，我們可以將我們對(duì)早衰的理解作為正常衰老的模型系統(tǒng)。”

基于這些結(jié)果，目前正在探索一項(xiàng)關(guān)于雷帕霉素對(duì)早衰兒童的影響的臨床試驗(yàn)。