国家生物医学分析中心南湖实验室张维娜、夏晴和李爱玲课题组近期在Science China Life Sciences杂志上在线发表了题为“Tauroursodeoxycholic acid targets HSP90 to promote protein homeostasis and extends healthy lifespan”的研究论文。该研究发现传统名贵中药熊胆主要活性成分TUDCA通过直接靶向分子伴侣HSP90,改善与衰老密切相关的蛋白质稳态障碍,从而延长了寿命和健康寿命。该研究揭示了 TUDCA 这一具有悠久历史的安全药物在延长寿命中的全新作用,为日渐严峻的人口老龄化提供了新的抗衰老干预策略。
近年来全球人口老龄化程度持续加深,衰老导致的器官功能损害已成为影响老年人群健康以及社会可持续性发展的重要威胁。因此,深入研究衰老调控并寻找有效衰老干预手段具有重要的科学价值和社会意义。
熊胆作为传统名贵中药,有“药中黄金”之称,最早记载于《神农本草经》,具有清热、平肝、明目的功效。TUDCA是一种天然存在的次级胆汁酸,是熊胆的主要有效成分。上世纪90年代,经FDA批准,TUDCA用于治疗原发硬化性胆管炎、原发胆汁性肝硬化等胆汁淤积性肝胆类疾病,至今已有30多年的临床安全应用历史。后续的研究发现,TUDCA不仅对胆汁淤积类肝病有治疗效果,还显示出改善糖尿病、神经退行性疾病、心血管疾病、抗病毒感染等多方面的益处。然而,TUDCA 在寿命调节中的作用尚未可知。
研究团队基于秀丽隐杆线虫的抗衰老评价体系,发现 TUDCA 可以显著延长线虫寿命,并通过脂褐素荧光水平、身体弯曲频率、咽泵速率等一系列实验证实TUDCA有效改善老龄线虫的健康状况,而其他两种与TUDCA相似的次级胆汁酸-熊脱氧胆酸UDCA和甘氨去氧胆酸GUDCA并没有类似效应。进一步在哺乳动物水平发现,饲料中添加TUDCA喂养老龄小鼠后,驼背、立毛等多个临床相关虚弱指标以及小鼠的运功、认知功能等都得到了显著改善。
通过对线虫生命周期RNA-Seq全基因组分析,研究人员发现TUDCA处理导致系列与抗衰老特征密切相关的转录变化。进一步通过磁珠沉淀和分子对接等实验,发现TUDCA直接靶向关键分子伴侣蛋白-HSP90,促进其蛋白折叠活性,减少细胞内未折叠蛋白的堆积,改善蛋白质稳态从而延缓衰老。
综上,该研究拓展了具有长期安全用药历史的天然药物-TUDCA在延长寿命和健康寿命中的新用途,为靶向蛋白质稳态进行衰老干预提供了新思路。
国家生物医学分析中心南湖实验室张维娜研究员,夏晴研究员和李爱玲研究员为文章的共同通讯作者,博士研究生刘嘉榆和王瑶为文章的共同第一作者。该工作得到了来自国家自然科学基金委和南湖实验室的经费支持。
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