抗生素可以预防衰老过程中的神经退行性疾病
一项发表在开放获取期刊上的研究表明，一种名为二甲胺四环素的抗生素可以通过防止蛔虫在衰老过程中蛋白质的积累来延长其寿命eLife报告。
蛋白质聚集会导致一些进行性的与年龄相关的脑部疾病，包括肌萎缩性侧索硬化症、阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和朊病毒病。这项研究表明二甲胺四环素即使在年龄受损的压力反应通路较老的动物中也能防止这种积聚。
细胞中蛋白质的数量由蛋白质制造和处理的速率来平衡，这被称为蛋白质平衡。随着年龄的增长，蛋白质的平衡作用会减弱。“如果有一种方法可以通过治疗来增强蛋白质平衡，延长寿命和健康，那就太好了年纪大的人在出现神经退行性症状或蛋白质积累等疾病标志的第一个迹象时就会出现这种症状，”美国斯克里普斯研究所的研究生、主要作者格雷戈里·索利斯说。“在这项研究中，我们调查了二甲胺四环素是否可以减少蛋白质聚集，延长蛋白质平衡已经受损的动物的寿命。”
该团队首先测试了21种已知可以延长年轻人和老年人寿命的不同分子秀丽隐杆线虫（秀丽隐杆线虫)蠕虫。他们发现，所有这些分子都延长了幼虫的寿命;然而，唯一对年老的蠕虫有效的药物是二甲胺四环素。
为了找出原因，他们观察二甲胺四环素是否对蠕虫体内的蛋白质聚集有任何影响。他们用水或二甲胺四环素处理年轻和年老的蠕虫，然后测量两种蛋白质:α-突触核蛋白和淀粉样蛋白β，这两种蛋白质已知分别在帕金森氏症和阿尔茨海默氏症中积累。不管蠕虫的年龄如何，那些接受二甲胺四环素治疗的蠕虫随着年龄的增长，两种蛋白质的聚集减少了，甚至没有激活应激反应。
接下来，研究小组将注意力转向了这一发现背后的机制。首先，他们观察二甲胺四环素是否会激活年老蠕虫体内受损的应激信号蛋白，但他们发现这种药物实际上降低了它们的活性。接下来，他们研究了它是否会关闭细胞的蛋白质处理过程，但这也不是它的作用模式。
当他们用化学探针观察二甲胺四环素如何影响细胞中主要的蛋白质调节分子时，发现二甲胺四环素直接影响细胞中的蛋白质制造机制，即核糖体。在蠕虫、老鼠和人类细胞中都是如此。
最后，研究小组使用蛋白质制造活性增加或减少的蠕虫，研究这如何改变二甲胺四环素对蛋白质水平和寿命的影响。正如预测的那样，在蛋白质制造已经减少的突变蠕虫中，他们发现需要更低剂量的二甲胺四环素来进一步降低蛋白质水平并延长寿命。在蛋白质制造增加的蠕虫中，则相反。这表明二甲胺四环素通过控制核糖体的蛋白质制造速率来延长寿命。
“我们已经确定二甲胺四环素是一种可以扩展的药物寿命改善已经衰老的蛋白质平衡蠕虫Michael Petrascheck博士总结道，他是这篇论文的资深作者，也是斯克里普斯研究所的副教授。“我们的研究揭示了二甲胺四环素如何预防蛋白质聚合并为旨在优化这种已获批准的药物治疗一系列神经退行性疾病的药物开发工作奠定了基础。”
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