抗衰靶点 SIRT,会是老而不衰的希望吗?

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随着医疗技术的提高,人类平均预期寿命得到快速增长,但随之而来「老龄化」问题也愈加明显。
现代医学认为,衰老并不是头发变白、长出皱纹那么简单,而是是机体随着年龄增长过程中出现的功能性和器质性衰退老化,衰老相关的疾病如脑血管疾病和神经退行性疾病的发病率上升,给老年人带来身心痛苦和经济压力。
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「如何延长人类的健康寿命」成为全球命题。
为此,无数科学家投身于衰老机制、预防和治疗衰老相关疾病的研究中,期待着能找出真正行之有效的对抗衰老甚至逆转衰老的方法
科学家发现影响衰老的关键因子——SIRT
关于衰老,目前主要有这几种理论:在基因层面上,衰老机制有 DNA 损伤累积、端粒衰老、组蛋白修饰、DNA 甲基化和染色质重塑等;在蛋白水平上,生物体内蛋白质的合成、折叠和降解稳态失衡,会加速衰老;在细胞水平上,营养素感应相关衰老通路失调、氧化应激、线粒体功能障碍、细胞衰老、干细胞耗竭均会影响衰老进程,加速机体老化;在细胞间通讯水平上,炎性衰老和传染性衰老可影响细胞间通讯改变,导致衰老促炎症表型的累积,并使不同器官协同衰老。
在此基础上,又衍生出许多衰老通路和信号研究,比如近年来学界比较热门的「SIRT」,就是近年来的热门之一。
SIRT 全称 Sirtuins,是生命体中广泛存在依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的 Ⅲ 类组蛋白去乙酰化酶,参与调节许多重要的生物过程,包括维持基因组稳定性、调控新陈代谢、调节干细胞等。
2000 年以来,SIRT 引起了科学家的广泛关注,因为 SIRT 活性还与新陈代谢和寿命相关,在衰老相关通路起到重要作用[1,2]。
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2022 年发表在 Signal Transduction and Targeted Therapy (中科院 1 区,影响因子 38)  的 SIRT 综述
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DNA 积累损伤会加重衰老过程,修复 DNA 损伤可延缓衰老。SIRT 家族可以修复 DNA 损伤、维持基因组稳定,如 SIRT 1 在 DNA 损伤或应激反应时可抑制 p53 依赖的细胞凋亡,修复损伤的 DNA。
氧化应激也是衰老的重要机制,氧化应激产生的活性氧可直接使核酸、脂类和蛋白质等结构发生重要改变,最终引起生物分子损伤累积,导致细胞衰老。SIRT 家族可以调控线粒体生物氧化合成来减少活性氧的生成,以维持线粒体的正常功能、减少氧化应激损伤,从而起到延缓衰老的功效。
在哺乳动物中,Sirtuins 家族有 7 个成员。SIRT 1、SIRT 6 和 SIRT 7 主要定位于细胞核的核酶,可靶向作用于组蛋白和转录因子,从而参与细胞表型的表观遗传调控。SIRT 3、SIRT 4 和 SIRT 5 位于线粒体中,可以缓和线粒体的氧化应激;SIRT 2 则可以在细胞核和细胞质间穿梭[3]。
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SIRT 可作为皮肤衰老表观遗传修饰的重要调控靶点
虽然目前的前沿研究还处于动物实验和理论阶段,但 SIRT 的应用范围已经十分广泛,包含治疗疾病、保护器官、控制体重和对抗皮肤衰老等等。
拿大众熟悉的护肤领域来说,皮肤衰老受到内源性和外源性因素的影响,如年龄(时程老化)、紫外线照射(光老化)、环境暴露、氧化应激等,这些因素的累积导致皮肤结构、功能和外观的改变。
SIRT 1 影响皮肤光老化、时程老化和氧化应激反应。在皮肤器官水平,SIRT 1 可以促进角质形成细胞增殖、分化[4];SIRT 1 还可通过抑制金属基质蛋白酶活性、减少胶原降解来来改善紫外线照射引起的人皮肤成纤维细胞的衰老,预防 UVA 和UVB 引起的光老化[4]。H2O2  诱导的氧化应激与人皮肤角质形成细胞中 SIRT1 水平的降低相关,添加 SIRT 1 活性剂则可以改善  H2O2  诱导的细胞凋亡,延缓皮肤衰老进程[5]。
除 SIRT 1,SIRT 2、3、4、6 也被认为和皮肤老化密切相关。
有研究发现,在具有较高传代次数的人真皮成纤维细胞中,SIRT 1 和 SIRT 6 的表达水平均下降,且两者水平与已知的衰老相关的生物标志物有关[6]。因此,提高真皮成纤维细胞中 SIRT 1 和 SIRT 6 的水平可能会「逆转」随时间变化的衰老进程。SIRT 4 则与机体抵御紫外线引起的光老化相关,UVB 照射后,人皮肤成纤维细胞中的 SIRT 4 水平反应性增加,提示 SIRT 4 可能在光老化中起到保护作用[7]。
SIRT 3 可通过调控氧化应激来维持皮肤稳态,包括环境因素引起的氧化应激反应,其基因的多态性与衰老有关。有研究发现,敲除 SIRT 3 基因会增加活性氧族的产生,增加线粒体内活性氧族的含量,影响线粒体功能,而线粒体对衰老有着复杂影响[8]。
SIRT 2 参与细胞周期调控,通过去乙酰化来延长细胞的有丝分裂。小鼠研究发现,SIRT 2 可以调节成纤维细胞中 FoxO3 转录因子活性,减少 H2O2 介导的活性氧族生成,影响细胞衰老进程[9]。
SIRT 从医学走向护肤品,有望在家也能用上抗老前沿科技
不少品牌也关注到这项技术,投入到 SIRT 的研发与运用的研究中,雅诗兰黛就是其中之一。
在上月刚结束的第 25 届世界皮肤病学大会(World Congress of Dermatology,下文简称「WCD」)上,雅诗兰黛的科学家首次将中文概念——「色提因」正式带入大众视野。
自 2005 年以来,雅诗兰黛就联合麻省理工学院(2009)& 哈佛大学(2013)科研团队开展色提因研究,相继在色提因 1、3、6、2 相关议题上取得重大发现和突破,证实色提因 1、3、6 的活性和内源性抗老有关,并将研究发现和成果发布在世界各大杂志上,共计 20 余篇。
会上,雅诗兰黛生物科学全球研发高级副总裁 Nadine Pernodet 博士和加州大学伯克利分校代谢生物学、毒理学及营养科学教授 Danica Chen 博士分享解读了色提因活性与皮肤衰老之间的关系。
Nadine Pernodet 博士在会上表示:「近二十年来,我们一直致力于研究色提因在皮肤中的作用,并证实了色提因对保持皮肤细胞活性和更长时间的健康至关重要。我们的研究展示了色提因逆龄肌因家族在支持皮肤细胞关键活动、保持细胞活性和效率,从而延长细胞寿命方面发挥了突出作用。」
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WCD 大会现场,左一为 Dr. Nadine Pernodet,雅诗兰黛品牌生物科学全球研发高级副总裁;左二为 Dr. Danica Chen,加州大学伯克利分校代谢生物学、毒理学及营养科学教授。
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据品牌宣称,过往对色提因的研究主要集中在单个亚型,而雅诗兰黛创新性地提出「色提因全链网」概念,希望能同时激活多个亚型共同作用,由内而外赋能皮肤细胞。
在前沿科技加持下,雅诗兰黛也在会后的科技研讨会上首次释出旗下产品白金系列的「色提因逆龄科技」理念解码。
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根据丁香团队联合 SGS 开展的雅诗兰黛白金黑松露色提因精华的人体功效试验显示,30 位 20~50 岁的中国健康女性受试者连续 28 天每天早晚使用使用白金黑松露精华,经专业皮肤测量仪器 Visia、Colorimeter CL400 全程跟踪测量后显示,该产品具有紧致、提亮、淡纹、修护效果。
根据品牌在国家药品监督管理局公开的化妆品备案信息,可以查询到白金色提因眼霜的人体功效试验结论,显示具有紧致、修护、抗皱、保湿四重功效。
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*具体功效因人而异
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在目前,衰老仍然是未完全攻克的难题,但对衰老通路、作用机制的研究,有助于我们向解决问题更进一步。
正如 Danica Chen 博士在会上所说:「雅诗兰黛的研究通过识别皮肤中特有的或与人体其他组织共享的色提因的活动情况,推动了色提因生物学的发展,并通过开发延缓和/或逆转皮肤可见老化特征的解决方案,提升了人们对衰老生物学的理解。」
衰老不可逆,美丽仍可期。
本文合作专家:浙江大学医学院附属第二医院 皮肤科 主治医师 戴茹
本文经 主任医师 副教授 法国Université de Franche-Comté 皮肤医学博士 袁超 专业审核
本文经 北京大学医学部八年制临床医学博士 上海公立三级医院皮肤科医师 曹雅晶 专业审核
内容策划:珍珠
内容监制:carollero
题图来源:站酷海洛
参考文献
1.Covarrubias AJ, Kale A, Perrone R, Lopez-Dominguez JA, Pisco AO, Kasler HG, et al. Senescent cells promote tissue NAD+ decline during ageing via the activation of CD38+ macrophages. Nat Metab. 2020 Nov;2(11):1265-1283.
2. Wu QJ, Zhang TN, Chen HH, Yu XF, Lv JL, Liu YY, et al. The sirtuin family in health and disease. Signal Transduct Target Ther. 2022 Dec 29;7(1):402.
3. Garcia-Peterson LM, Wilking-Busch MJ, Ndiaye MA, Philippe CGA, Setaluri V, Ahmad N. Sirtuins in Skin and Skin Cancers. Skin Pharmacol Physiol. 2017;30(4):216-224.
4. Blander G, Bhimavarapu A, Mammone T, Maes D, Elliston K, Reich C, Matsui MS, Guarente L, Loureiro JJ. SIRT1 promotes differentiation of normal human keratinocytes. J Invest Dermatol. 2009 Jan;129(1):41-9.
5.Ido Y, Duranton A, Lan F, Weikel KA, Breton L, Ruderman NB. Resveratrol prevents oxidative stress-induced senescence and proliferative dysfunction by activating the AMPK-FOXO3 cascade in cultured primary human keratinocytes. PLoS One. 2015 Feb 3;10(2):e0115341.
6. Sharma A, Diecke S, Zhang WY, Lan F, He C, Mordwinkin NM, Chua KF, Wu JC. The role of SIRT6 protein in aging and reprogramming of human induced pluripotent stem cells. J Biol Chem. 2013 Jun 21;288(25):18439-47.
7. Lang A, Grether-Beck S, Singh M, Kuck F, Jakob S, Kefalas A, et al. MicroRNA-15b regulates mitochondrial ROS production and the senescence-associated secretory phenotype through sirtuin 4/SIRT4. Aging (Albany NY). 2016 Mar;8(3):484-505.
8.McCarthy JT, Pelle E, Dong K, Brahmbhatt K, Yarosh D, Pernodet N. Effects of ozone in normal human epidermal keratinocytes. Exp Dermatol. 2013 May;22(5):360-1.
9.Wang F, Nguyen M, Qin FX, Tong Q. SIRT2 deacetylates FOXO3a in response to oxidative stress and caloric restriction. Aging Cell. 2007 Aug;6(4):505-14.