每隔几天，肠内壁的细胞就会更新一次，如此快的更新速度依赖于健康的肠道干细胞群。近日，来自美国麻省理工学院（MIT）和东京大学的研究人员发现，衰老会对肠道干细胞造成影响，并导致对胃肠道疾病的易感性增加。他们可以通过用一种有助于增加肠道干细胞数量的化合物治疗老年小鼠来逆转这种效应。该化合物能够增加肠道干细胞的数量。
MIT的生物学家们发现，衰老小鼠的肠道干细胞群会减少（右图）。编码与肠道干细胞相关蛋白质的信使RNA以黑色标记。图片来源：MIT
这项研究表明，这种化合物似乎可以刺激一种涉及长寿相关蛋白质（称为sirtuins）的途径，以帮助保护肠道免受与年龄相关的损害。该研究近日已发表在《Aging Cell》上。MIT生物学教授Leonard Guarente与东京大学教授Toshimasa Yamauchi为通讯作者。
Guarente教授说：“衰老带来的问题之一是器官功能障碍，并伴有干细胞活性下降。因此，这项发现对于延缓或逆转衰老来说是非常有用的潜在干预点。”
Guarente的实验室长期以来一直在研究衰老和sirtuins之间的联系，sirtuins是一种几乎在所有动物体内都存在的蛋白质，已被证明具有防止衰老影响的作用，它可以通过限制热量来刺激。
在2016年发表的一篇论文中，Guarente与Igarashi发现，低热量饮食会激活小鼠肠道干细胞中的sirtuins，从而帮助细胞增殖。在这项新研究中，他们开始研究衰老是否会导致干细胞数量减少，以及这种减少是否可以逆转。
通过比较年轻（3至5个月）和老年（2年以上）小鼠，研究人员发现肠道干细胞数量确实会随着年龄增长而减少。此外，当这些干细胞被从小鼠体内分离并在培养皿中生长时，与年轻小鼠的干细胞相比，这些干细胞生成肠类器官的能力降低。研究人员还发现老年小鼠干细胞中的sirtuin水平降低。
图片来源：《Aging Cell》
在确定了衰老的影响后，研究人员接下来尝试用烟酰胺核糖(NR)的化合物来逆转这种影响。NR是辅酶（NAD+）的前体，NAD是一种激活sirtuin SIRT1的辅酶。他们发现，经过六周饮用含NR的水后，老年小鼠的肠道干细胞水平恢复正常，而且这些细胞能像年轻小鼠的干细胞一样生成类器官。
图片来源：《Aging Cell》
为了确定这种干细胞促进作用是否真的对健康有益，研究人员对接受NR治疗的老年小鼠使用一种通常会诱发结肠炎的化合物。他们发现NR可以保护小鼠免受炎症和组织损伤，而炎症和组织损伤通常是由这种化合物在老年动物体内产生的。
Guarente认为NR很可能是通过他实验室先前确定的一个途径起作用，在该途径中NAD+不仅刺激SIRT1，还会激活另一种名为mTORC1的基因，mTORC1可以刺激细胞中的蛋白质合成并帮助细胞增殖。
他说：“我们假设的是，老年小鼠体内的NAD+补充正在推动通过SIRT1和TOR发挥作用的生长途径，以逆转随着年龄增长而出现的下降。”
研究结果表明，NAD+或许具备防治老年人肠道疾病的保护作用，比如结肠炎。Guarente团队过去发现，NAD+前体还可以刺激老年小鼠血管和肌肉的生长，并增强其耐力，瑞典科学家在2016年的一项研究发现，提高NAD+有助于补充老年小鼠的肌肉干细胞群。
中国生物技术网诚邀生物领域科学家在我们的平台上，发表和介绍国内外原创的科研成果。
注：国内为原创研究成果或评论、综述，国际为在线发表一个月内的最新成果或综述，字数500字以上，并请提供至少一张图片。投稿者，请将文章发送至weixin@im.ac.cn。
本公众号由中国科学院微生物研究所信息中心承办
