“AKG-TET轴逆转衰老”不是玄学!美国团队实测:7天让95%老化细胞回春,乳酸、DNA损伤全降,增殖重启!
α-酮戊二酸-TET轴:细胞衰老不是终点,而是可逆开关
细胞衰老长期以来被视为生命走向衰败的“单行道”——一旦细胞进入衰老状态,就再也回不去了。但最新发表在《iScience》上的一项研究彻底颠覆了这一传统认知。
来自美国加州尔湾市“前沿生物科学衰老与癌症研究所”的Shin Akakura和Siamak Tabibzadeh发现,通过调控α-酮戊二酸(AKG)与TET去甲基化酶之间的信号轴(简称AKG-TET轴),不仅能诱导细胞进入衰老状态,还能让已经衰老的细胞“返老还童”,重新恢复分裂能力。
人类老化细胞能被“AKG-TET开关”一键拉回年轻态,7天DNA甲基化、炎症、能量代谢全面逆转,增殖率飙回95%以上,且可反复操作,首次在成人真皮成纤维细胞和70岁志愿者血液单核细胞里被全程录像。
这项研究首次系统性证明:细胞衰老具有高度可塑性,不是不可逆的命运终点,而是一种可被干预、可被逆转的动态生理状态。
作者背景:深耕衰老机制的科研团队
美国尔湾“衰老与癌症前沿研究所”的筱村进+西亚马克·塔比扎德,专门啃“细胞能不能返老还童”这块硬骨头,这篇iScience 2026开年封面就是他们交卷。
Shin Akakura与Siamak Tabibzadeh均隶属于Frontiers in Bioscience Research Institute in Aging and Cancer(前沿生物科学衰老与癌症研究所)。该机构长期聚焦于细胞衰老、表观遗传调控与抗衰老干预策略,尤其关注代谢物如何通过调控表观基因组影响细胞命运。通讯作者Tabibzadeh博士多年来致力于探索衰老相关通路中的关键节点,并推动将基础研究成果转化为潜在的临床干预手段。
此次研究不仅延续了团队在TET家族蛋白和代谢调控方面的深厚积累,更通过严谨的体外实验设计,为“衰老可逆”提供了分子层面的坚实证据。
核心发现:AKG-TET轴是衰老可塑性的核心枢纽
研究团队以人成年真皮成纤维细胞(aHDF)和外周血单核细胞(PBMC)为模型,采用三种不同方式人为抑制AKG-TET轴活性:一是用小干扰RNA敲低TET1表达(TET1 i);二是使用已知的TET催化抑制剂C35;三是引入一种名为RLS的短肽,该肽段源自TET1催化结构域,能特异性结合并降低AKG的生物可利用度。结果令人震惊:这三种处理均能在7天内诱导超过95%的细胞进入典型的复制性衰老状态——表现为SA-β-半乳糖苷酶(SAβ-Gal)强阳性、S期DNA合成标志BrdU掺入率低于5%、大量分泌IL-6和IL-8等炎症因子,并伴随DNA损伤标志γH2AX弥漫性核染色。更重要的是,这些变化并非由细胞死亡引起,排除了药物毒性干扰。
表观重编程:DNA甲基化失衡是衰老启动的关键
TET酶的核心功能是以AKG为辅因子,将5-甲基胞嘧啶(5mC)逐步氧化为5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)、5-甲酰基胞嘧啶(5fC)等中间产物,从而启动DNA主动去甲基化过程。
当AKG-TET轴被抑制后,细胞全局5mC水平显著升高,而5hmC和5fC则大幅下降,表明表观基因组陷入“高甲基化锁定”状态。
这种表观失衡直接导致关键长寿与应激感应通路基因表达紊乱:AMPK通路(PRKAA1/AB1/AG1)下调,而促衰老的mTOR通路(AKT1、MTOR、RHEB)却异常激活。同时,端粒酶催化亚基hTERT、增殖标记PCNA以及NAD+合成限速酶NAMPT的表达也显著降低,从多个维度削弱了细胞维持稳态的能力。
先别被“α-酮戊二酸-TET酶”这串高冷名词劝退,把它想成“细胞里的充电宝+系统升级包”就行。
AKG就是充电宝,TET1/2/3是三条升级通道,电量足、通道开,染色体能去甲基化,基因 youthful 模式上线;电量低、通道堵,甲基化堆成山,细胞直接卡死在“老年机”界面。
实验里只要把这根轴往下一摁,年轻细胞48小时开始摆烂,7天集体变“蓝脸”——SA-β-半乳糖苷酶阳性,也就是老态龙钟本钟;
再把轴往上一提,老细胞立刻卸妆,乳酸、ROS、DNA断点统统回落,BrdU掺入率从5%飙到60%,肉眼可见地重新分裂。
整个过程像把iPhone 4瞬间刷成iPhone 16,系统流畅度原地回血。
代谢崩溃与炎症风暴:衰老表型的全面爆发
AKG本身是一种强效抗氧化剂,其缺乏直接导致细胞内活性氧(ROS)水平飙升,进而引发广泛的氧化性DNA损伤(8-OHdG水平上升)和双链断裂(γH2AX灶点增多)。与此同时,NF-κB炎症通路被强力激活——IκBα抑制蛋白表达下降,RelA/p65亚基磷酸化入核,驱动数百个促炎基因转录,包括IL6、IL8、CCL7、MMP1等典型衰老相关分泌表型(SASP)因子。细胞能量工厂也濒临瘫痪:ATP产量下降、NAD+/NADH比值降低、泛素-蛋白酶体系统(UPS)活性减弱。
有趣的是,自噬标志物LC3B水平虽降低,但在加入溶酶体抑制剂巴佛洛霉素A1后得以恢复,说明自噬流实际增强,这是衰老细胞试图清除损伤但最终失败的表现。
具体怎么“断电”?三招:
第一招siRNA敲TET1,直接把升级包卸载;
第二招小分子C35,1.2微摩尔就能堵死TET2催化口袋,5微摩尔全家族团灭;
第三招最秀——一条叫RLS的三肽,取自TET1催化域“精氨酸-亮氨酸-丝氨酸”,20微摩尔就能像橡皮糖一样黏住AKG,让细胞“看得到却吃不着”,生物利用度直降70%。
三招齐下,5mC甲基化水平飙升,5hmC、5fC被砍到几乎归零,γH2AX从“稀疏小点点”变“满天星”,8-OHdG氧化损伤翻倍,NF-κB核内磷酸化p65直接拉满,IL-6、IL-8像火山喷发,乳酸脱氢酶把培养基染成酸汤子,SA-β-Gal阳性率>95%,BrdU阳性率<5%——教科书级衰老现场,一条没落下。
可逆实锤:撤除抑制后细胞全面“重启”
更狠的是,这种“断电衰老”居然可逆!最关键的验证在于“可逆性”实验。
研究人员在诱导7天衰老后,撤除所有抑制剂(TET1 i、C35或RLS),让细胞在正常培养基中恢复一周。
结果令人振奋:TET酶活性、5mC/5hmC比例、ROS水平、DNA损伤信号、炎症因子分泌、乳酸堆积、SAβ-Gal活性等所有衰老指标均回归至未处理对照组水平。
更惊人的是,细胞重新获得了分裂能力——BrdU掺入率回升,总细胞数量增加。
这铁证如山地表明:由AKG-TET缺陷引发的衰老并非永久性损伤,而是一种功能性暂停,一旦代谢-表观轴恢复,细胞即可“满血复活”。
一句话:衰老状态不是“墓碑”,而是“休眠”,只要AKG-TET轴重新上电,细胞就能满血复活。
主动干预:增强AKG-TET轴可预防甚至逆转自然衰老
研究并未止步于被动撤药。团队进一步测试了主动增强AKG-TET轴的效果。
他们使用两种策略:
一是引入名为CLV的短肽(源自TET2/3结构域),该肽能提升AKG生物可利用度;
二是通过CRISPR激活系统(TET1 CR)特异性上调TET1表达。在过氧化氢(H₂O₂)诱导的损伤性衰老模型中,预处理CLV或TET1 CR能有效阻断AKG耗竭、TET表达下降及后续所有衰老表型。
两条路线都能让70岁志愿者PBMC的AMPK三亚基(PRKAA1/AB1/AG1)表达回升,mTOR轴(AKT1/MTOR/RHEB)被压下去,RRM2重新上线,ROS、乳酸、SA-β-Gal、IL-6/8全线下滑,BrdU掺入率从3%拉到45%,老头血液细胞在培养皿里蹦迪,肉眼可见。
有人担心“会不会只是实验室花活”?作者把“断电-上电”循环做了三轮,细胞照样能反复在“衰老-年轻”之间横跳,端粒酶hTERT、PCNA、NAMPT这些长寿标志物跟着同步起伏,说明AKG-TET轴不是一次性开关,而是可反复拨动的“音量旋钮”。
换句话说,身体里的细胞就像DJ台,只要你肯拧,年龄想调多大调多大。
衰老新定义:从“不可逆终点”到“动态可调状态”
这项研究从根本上挑战了教科书式的衰老定义。传统观点认为p16/Rb或p53/p21通路一旦激活,细胞周期便永久停滞。但本研究证明,即使在SAβ-Gal强阳性、SASP全面爆发的“典型衰老”状态下,只要恢复AKG-TET轴功能,细胞仍能退出衰老、重返细胞周期。
这揭示了一个全新范式:衰老不是一条单向死胡同,而是一个受代谢-表观网络精密调控的“可逆开关”。其状态取决于AKG供应与TET酶活性的平衡——失衡则衰老,平衡则年轻。
这一发现为开发新型“senomorphics”(衰老形态调节剂)而非单纯清除衰老细胞的“senolytics”(衰老溶解剂)提供了全新靶点。
研究局限与未来方向:从培养皿走向人体
尽管体外数据极具说服力,作者也坦承当前研究局限于细胞模型。团队已提交相关专利(临时申请号63/635,888),下一步或将开展动物模型测试,为未来临床转化铺路。
你的细胞正在等待“重启键”
别再相信“衰老不可逆”的陈旧观念了!最新科学告诉你:你身体里的每一个细胞,都内置了一个由α-酮戊二酸和TET酶控制的“青春重启键”。
当这个轴运转流畅,细胞活力满满;一旦它被卡住,细胞就“装死”进入衰老状态。但关键在于——这个“装死”是可以被叫醒的!通过精准调控这个代谢-表观枢纽,科学家已经成功让老细胞返老还童。
一句话收个尾:衰老被正式盖章成“可逆过程”,AKG-TET轴就是那条看得见、摸得着、还能反复拧的“青春阀门”,接下来就看药企谁能先把这条阀门做成口服片,让70岁的血液细胞在培养皿里蹦迪的奇迹,变成你我都能随手下单的日常。