自人类诞生以来,人们就一直在探索延长寿命的方法,从传说中的青春之泉到间歇性断食、补充剂和注射等速效疗法,不一而足。但如果你打开药柜看看,或许会无意中发现一种可能蕴藏着长寿秘诀的药物。你用来缓解鼻塞的鼻喷剂,是否也能逆转一种或多种衰老过程呢?
由东北大学研究人员领导的一个团队表示,或许如此。他们找到了一种方法,可以识别出能够重新用于治疗衰老的现有药物。这项研究成果于周五发表在《自然·衰老》杂志上。
专家表示,利用现有的药物库进行新疗法通常比从头开始开发一种全新的药物更便宜、更快捷。
“作为一名多年前就已白发的人,我和许多人一样,都希望有一天能有一种药丸可以延缓衰老,”东北大学杰出物理学教授阿尔伯特-拉斯洛·巴拉巴西说道。他负责监督了这项研究,该研究是与哈佛大学的研究人员合作完成的。 “挑战在于如何确定哪些药物值得测试。”
绘制衰老相关的基因图谱
研究人员重点关注与衰老相关的基因,这些基因似乎在11种不同的生物过程中发挥作用,而这些过程都与衰老的概念息息相关。这些被称为“衰老标志”的基因包括表观遗传改变(控制基因的开启和关闭)以及线粒体功能障碍(即细胞能量工厂产生维持正常功能所需能量的能力下降)。
据东北大学 Barabási 实验室的博士后研究员、该研究的主要作者 Bnaya Gross 称,研究人员采取的重要第一步是了解与衰老相关的不同基因。
“根据某种定义或推理,你拥有与衰老相关的基因,但感觉上你只是拥有一大堆与衰老相关的基因,”他说。 “网络使我们能够组织它们,告诉我们,‘好吧,这不仅仅是一堆基因。它们彼此相连。它们形成某种组织。这不是一个随机过程。’”
研究人员利用开放基因数据库(Open Genes database),该数据库提供与衰老和长寿相关的基因信息,从中筛选出1250个与一种或多种衰老特征相关的基因。随后,他们将这些基因映射到人类互作组的特定区域。人类互作组是一个包含超过50万种蛋白质间相互作用的综合目录,因为蛋白质是大多数药物的作用靶点。
研究人员还发现,衰老相关基因位于相互作用组的特定区域,围绕衰老标志形成各自的模块。格罗斯表示,了解这些标志模块与衰老基因所在位置的重叠,有助于研究人员找到能够影响多种衰老标志的药物。
格罗斯说:“如果基因是随机分布的,药物就无法专门针对它起作用,因为它已经遍布全身。[我们的]发现是,衰老基因位于非常特定的区域,一个非常特定的范围内,这使得我们可以找到针对这个范围的药物。”
根据药物的疗效进行评分
格罗斯表示,有了这些知识,下一个问题是如何像对待疾病一样,用疗法来靶向这些基因。
研究人员回答这个问题的方法是,首先调查任何已批准的药物是否可能影响这些标志性模块,然后使用指标来确定该药物是会逆转还是加速衰老的影响。
研究人员查看了他们能够收集到的所有信息,并从 DrugBank 数据库中整理出 6442 种药物的清单。 DrugBank 数据库是研究人员用来获取药物和药物靶点信息的数据库。研究人员利用这些信息来了解一种药物的治疗靶点与这种衰老基因网络的接近程度。
格罗斯说,传统上,针对疾病的药物旨在对特定基因或机制产生特定作用。但该网络可用于预测药物的影响,例如对衰老的几个标志性特征的影响。
他说:“这种药物不一定非要直接作用于(衰老标志性模块)。只要存在直接作用于该模块的途径,它也可以作用于其附近区域。”
同时,研究人员表示,了解某种药物是否能影响衰老的某个标志性特征,仅仅揭示了部分真相。它并不能说明该药物的效果有多大,也不能说明该药物对衰老是产生积极影响还是消极影响。
因此,格罗斯、巴拉巴西和他们的团队引入了一种衡量这种影响的指标,该指标将基因的活性随年龄增长而变化与药物可能改变这种活性的方式进行比较。
格罗斯解释说,如果随着年龄增长,某个基因的活性降低,那么药物的目标就是使其重新激活。反之,如果随着年龄增长,某个基因的活性增强,则需要采取相反的策略,以免加剧衰老带来的影响。