对大部分人来说,住在高海拔的地方(那儿的氧气比海平面少)对身体有好处,比如心脏病少一点,体力也能变好。不过,对那些得了遗传性线粒体疾病的人来说,他们一般活不过小时候,而高海拔这种氧气少的环境可能会救他们的命,说不定还能让他们活得更久,症状也变轻。
现在,格拉德斯通研究所的科学家们弄出了一种药,能模仿氧气少的效果。在得了利氏综合征(小朋友中最常见的线粒体病)的小老鼠身上,这种叫HypoxyStat的药让它们的寿命多了三倍多,还把脑子里的损伤和肌肉没劲儿的情况给逆转了,哪怕是在病得很重的时候用也行。
让每个得这病的人都搬到山里去住,这不现实(但是行得通),这个药可能是个能控制又安全的办法,能给病人带来一样的效果。
HypoxyStat里用的化学东西是跟南旧金山一家叫Maze Therapeutics的公司一块儿搞出来的。Gladstone的研究团队现在还在研究第二代的HypoxyStat,想把它弄成能给人用的药。
防着氧气太多
利氏综合征是一种少见的遗传病,这病是因为线粒体(细胞里用氧气来造能量的小零件)干活儿不好使,导致没用掉的氧气堆在身体组织里。虽然人活着得靠氧气,但氧气太多太猛会把细胞搞坏甚至弄死。
2016年,贾恩跟一个研究小组发现,给小老鼠呼吸氧气少的空气(跟海拔4500米,也就是14,764英尺那儿的空气差不多)能治它们的利氏综合征。这招管用是因为吸进肺里送到身体各处的氧气少了,有毛病的线粒体就不会撑不住,多的氧气也不会堆起来。
对利氏综合征和类似的病来说,问题不光是能量不够用,还有氧气堆太多,这就像供和需不匹配。所以,你要是能把氧气的供应降下来,就能解决这个不匹配。
贾恩的实验室开始找一种不用吸氧气少的空气,也能让身体氧气变少的方法。他们盯上了血红蛋白,这玩意儿是血里负责运氧气送到身体各处的东西。
如果你能控制血红蛋白抓氧气的效率,就能改它送到身体组织的方式,虽然这听着有点怪,但我们想要一种能让血红蛋白把氧气抓得更紧的药。这意思是氧气不会被送到组织里,组织里的氧气就会比平时少。
在Maze Therapeutics的帮忙下,贾恩和布鲁姆翻看了好多科学书,最后找到了一个符合这条件的化合物,就是他们现在叫HypoxyStat的东西。
一颗药丸带来好效果
HypoxyStat其实是拿来改装的,最早是用来治镰状细胞贫血症的。研究人员发现,这药能让血红蛋白跟氧气粘得更紧,这样送到组织里的氧气就少了。
研究团队在得了利氏综合征的小老鼠小时候(一般病开始冒头的时候)每天给它们用HypoxyStat。
结果:小老鼠的脑子不再有损伤,肌肉也不弱了,走路也不晃了,寿命还多了三倍多。
更牛的是,就算小老鼠长大了才开始吃这药,那时候已经病得挺重了(比如脑子坏得厉害,行为怪怪的,老是体温低),这药也有差不多的效果。这东西能把脑子、肌肉和行为的毛病给逆转。
这药不光是挡住了病变,还真把病给扭回来了,我们知道吸氧气少确实能做到这点,现在我们差不多也能用药重现这效果。
HypoxyStat以后可能不只能治利氏综合征,还能治别的线粒体病,甚至常见的脑子和心脏病,因为氧气少对这些病也有好处。他们还说,可以搞出别的药,反过来控制血红蛋白,多送点氧气到组织里。
用气体来治病这想法真挺特别的,能把这装进瓶子里做成药,是个新鲜又不寻常的主意。
研究原文:
亮点
- 有个小分子能让氧气跟血红蛋白粘得更紧,结果就是身体组织里氧气变少
- HypoxyStat弄出来的氧气少,跟你在海拔4500米高的地方或者吸11%的氧气差不多
- HypoxyStat能防住或者逆转小老鼠身上主要线粒体病的毛病
概括
我们之前已经证明了,老是吸氧气少的气,对得了线粒体病(Leigh综合征)的小老鼠(这种小老鼠的Ndufs4基因被敲掉了)有很明显的治疗效果。后来研究还把这个发现用到了别的线粒体病和更常见的病上。
不过,用气体治病这事儿本身挺麻烦的,挡住了我们把发现赶紧用到人身上的路。
在这儿,我们试了一种小分子(就叫它HypoxyStat),这东西能让血红蛋白更爱抓着氧气不放,这样氧气送到身体组织里的量就少了。
每天给小老鼠喂HypoxyStat,它们就算呼吸正常空气(21%的氧气),全身的氧气也会变少。在病还没发作前用这药,能明显让Ndufs4敲掉基因的小老鼠活得更久,还能救回病的其他问题,比如行为、体重、脑子里的毛病和体温。
HypoxyStat还能在病得很重的时候把病逆转,所以它算是个能让人用上的氧气少疗法。
参考资料:“HypoxyStat,一种增加氧-血红蛋白亲和力的小分子缺氧疗法”作者:Skyler Y. Blume、Ankur Garg、Yolanda Martí-Mateos、Ayush D. Midha、Brandon TL Chew、Baiwei Lin、Cecile Yu、Ryan Dick、Patrick S. Lee、Eva Situ、Richa Sarwaikar、Eric Green、Vyas Ramanan、Gijsbert Grotenbreg、 Maarten Hoek、Christopher Sinz 和 Isha H. Jain,2025 年 2 月 17 日,Cell。DOI:10.1016/j.cell.2025.01.029
这项工作得到了美国国立卫生研究院(DP5OD026398)、克林根斯坦-西蒙斯神经科学奖、国会指导的医学研究项目 (PR230499-HT94252410163)、Dave Wentz 的捐赠以及与 Maze Therapeutics 的赞助研究协议的支持。
Isha Jain 曾担任 Maze Therapeutics 公司的顾问,拥有与缺氧疗法相关的专利。
网友:那么 正常人搬到海拔4500米居住是不是可以延寿?
研究HypoxyStat的科学家发现,氧气少的环境(像海拔4500米那种地方,空气里氧气只有11%左右,比平地的21%少一半)对某些线粒体病的小老鼠有好处,能让它们活得更长,还能修脑子和肌肉的损伤。这是因为氧气少会让有毛病的线粒体少受点“压力”,不堆那么多坏东西(比如活性氧)。那正常人呢?
有些研究确实发现,住在高海拔的人有些病少得,比如心脏病或者中风。像西藏、秘鲁安第斯山那些地方的人,平均寿命有时候比低海拔的人长一点。科学家猜可能是因为氧气少,身体会调整自己,比如造更多红血球,血管变厉害,心肺功能变强,代谢也可能更省着点用能量。这些调整可能对健康有好处。
正常人搬上去的实际情况
- 身体适应问题:正常人一下子去4500米那种地方,氧气少得厉害,可能会头晕、喘不上气、心跳快,甚至得高反(高原反应)。这对身体是种压力,尤其是心脏和肺不好的人,可能更难受,甚至有危险。
- 生活条件:海拔4500米的地方,比如青藏高原,空气稀薄,气候也冷,吃的用的可能没那么方便。生活压力大了,反而可能伤身体。
- 个体差异:每个人身体不一样。研究里那些小老鼠是基因有病的,氧气少对它们是“药”,但正常人身体本来就没这个问题,氧气少不一定会帮到你,说不定还让细胞缺氧缺得慌。
- 长期效果不清楚:HypoxyStat研究是短时间给药控制氧气少的,搬到高海拔是天天都少氧,长时间会咋样还没人完全搞清楚。有的研究说高海拔的人肺病或者睡眠问题会多一点,这可能又扯后腿。
网友:中国古人经常搬到终南山,青藏高原有很多寺庙,这些是不是对人体线粒体有好处?
大脑一半是线粒体,对线粒体好,实际就是对大脑好,对宗教修行好。