​​​​​​​21种抗衰老药物发现清除僵尸细胞最强双雄,低碳水饮食+SGLT2抑制剂神助攻


21种抗衰老药物大PK揭晓ABT263与ARV825为最强王者,生酮饮食与SGLT2抑制剂联手破解耐药困局让顽固衰老细胞集体阵亡

这是一项来自日本大阪大学的研究,发表在Nature Aging期刊上。科学家对比了21种抗衰老药物,发现ABT263和ARV825这两种药物最厉害,能精准干掉衰老细胞。

但问题来了,就算用上最强药物,还是有20%到30%的衰老细胞死赖着不走。研究团队挖出了这些"老顽固"的保命秘诀:靠V-ATPase这个分子机器不断清理受损线粒体,维持能量工厂运转。

更绝的是,科学家找到了破解办法:生酮饮食或SGLT2抑制剂能让细胞改用脂肪供能,增加线粒体负担,配合药物使用直接把耐药细胞一网打尽,在小鼠体内成功抑制了肿瘤转移和生长。



开场:衰老细胞的"黑社会"本质

咱们身体里的细胞本来该乖乖工作、该退休就退休,但有些细胞偏偏不,非要赖在岗位上搞事情。这些就是衰老细胞,学术名叫cellular senescence,听着挺高级,实际上就是一群"老赖"。它们被各种压力逼到墙角,DNA损伤、端粒磨损、氧化应激,随便哪个都能触发这种状态。正常细胞遇到这种事要么修复要么自杀,衰老细胞倒好,直接躺平进入细胞周期停滞,既不分裂也不死,就在那儿耗着。

这种机制本来是个好事,算是身体的防癌策略。
你想啊,一个DNA损伤严重的细胞要是继续分裂,那不就是朝着癌细胞狂奔吗?所以衰老机制相当于给这些危险分子按下了暂停键,让它们变成"活死人",既不会癌变,还能分泌一些信号分子喊救援。

这听起来挺美好,对吧?
但事情总有另一面。这些衰老细胞待久了就开始作妖,分泌一大堆促炎因子,什么IL-6、IL-8、CXCL家族,统称SASP(衰老相关分泌表型)。这些东西在组织里到处放火,搞慢性炎症,加速周边细胞老化,甚至帮癌细胞转移铺路。

所以医学界一直在找能精准清除这些"细胞老赖"的药物,统称senolytics,也就是衰老细胞清除剂。



21种药物的"选秀大赛"

过去十年,科学家报道了超过20种候选衰老清除剂,机制五花八门。有的针对抗凋亡蛋白,有的干扰代谢,有的抑制转录因子。
但问题是,从来没人系统比较过这些药物到底谁更强、谁更准。
这就好比市面上有21种减肥药,都说自己最管用,但没人把它们拉到一起PK过。

这次日本大阪大学的研究团队干了这件大事,他们用了一个叫"衰老清除特异性指数"(SSI)的量化指标,给21种药物做了全面体检。

实验用了两种经典模型:IMR-90人肺成纤维细胞和RPE-1视网膜上皮细胞。前者通过反复传代诱导复制性衰老,后者用阿霉素处理诱导DNA损伤性衰老。
这两种代表了不同组织来源和不同衰老触发机制,算是覆盖了主要场景。
每种药物都测试了多个浓度,包括文献报道的最佳剂量,然后计算SSI值。

这个指数的定义很巧妙:分子是衰老细胞在3天内的减少比例,分母是对照细胞在2天内的减少比例。分母用第2天而非第3天,是因为正常细胞第3天已经长满培养皿,没法准确计数了。

SSI越高,说明药物越"聪明",专杀衰老细胞而不伤正常细胞。

结果出炉的那一刻,实验室估计一片寂静。
21种药物里,绝大多数都有一定活性,但能做到高特异性又高杀伤力的,只有三个:ABT263、ABT737和ARV825。

ABT263和ABT737是Bcl-2家族抑制剂,专门阻断那些让细胞"赖活"的抗凋亡蛋白;ARV825则是BET抑制剂,通过降解BRD4蛋白来搞事情。

有意思的是,ABT199虽然也是Bcl-2抑制剂,但表现平平,说明靶点选择很关键。

ABT263和ARV825在两种细胞模型里都霸榜前两名,SSI值甩其他药物几条街,包括那个很有名的达沙替尼加槲皮素组合(D+Q)。
ABT263,江湖外号Navitoclax,是艾伯维公司开发的Bcl-2家族抑制剂。
ARV825是PROTAC技术的产物,比传统小分子药物更狠。它不是简单抑制BRD4蛋白,而是直接把这个蛋白送进蛋白酶体粉碎机。



"完美药物"的不完美:耐药细胞的存在

但故事到这里出现了戏剧性转折。

研究团队用最强浓度的ABT263和ARV825处理衰老细胞,连续观察7天,发现了一个令人沮丧的事实:不管怎么加药,总有20%到30%的细胞死不掉。这些就是耐药细胞,像打不死的小强一样顽固。更要命的是,RNA测序显示这些幸存者不仅活着,还活得很嚣张,SASP因子的表达反而更高了。这意味着什么?意味着药物清除了大部分衰老细胞,但留下的都是"精锐部队",分泌更多炎症因子,可能比治疗前更糟糕。

研究团队决定深挖这些耐药细胞的底细。他们做了单细胞RNA测序,把耐药细胞单独拎出来分析基因表达。

结果找到一个关键线索:V-ATPase相关基因,特别是ATP6V0E1,在耐药细胞里高得离谱。

V-ATPase是什么?这是溶酶体上的质子泵,负责维持溶酶体酸性环境,而溶酶体是细胞的"垃圾处理厂",专门降解各种废物,包括受损的线粒体。线粒体是细胞的能量工厂,但用久了会损坏,产生大量活性氧(ROS),这时候就需要通过线粒体自噬(mitophagy)把它们清理掉。

线粒体自噬(mitophagy)本身是清除受损线粒体、保护细胞的机制,正常情况下是细胞的自我保护行为。但在这项研究里,过度活跃的线粒体自噬反而成了衰老细胞的"保命符"。

关键区别在于线粒体损伤的速度 vs 清理的速度:
ABT263和ARV825的作用是让线粒体损伤、ROS积累,最终触发细胞死亡。普通衰老细胞的线粒体自噬跟不上损伤速度,垃圾堆积,细胞就死了。
但耐药细胞的V-ATPase活性特别高,线粒体自噬开足马力,受损线粒体刚产生就被清理掉,线粒体膜电位维持得很好,能量供应不断,细胞就扛住了药物攻击。

所以不是线粒体自噬让细胞不死,而是太高效的线粒体自噬抵消了药物造成的线粒体损伤,让细胞逃过一劫。

V-ATPase就是这个太高效清理过程的关键设备。

研究团队假设:耐药细胞之所以死不了,是因为V-ATPase太给力,不断清除受损线粒体,维持了线粒体膜电位,让细胞能量供应充足,从而抵抗了ABT263和ARV825的杀伤。

为了验证这个假设,他们做了几个关键实验:
首先用siRNA敲低ATP6V0E1,结果耐药细胞的线粒体膜电位骤降,ROS飙升,细胞死亡率大幅上升。
反过来,用EN6激活V-ATPase,细胞对药物的抵抗力更强了。

这正反两方面证据坐实了V-ATPase在耐药中的核心作用。



线粒体的"生死博弈"

ABT263的作用机制是抑制Bcl-2家族蛋白,释放BAX/BAK这些"刽子手",在线粒体外膜打孔,导致细胞色素c泄漏,触发凋亡。
ARV825则是通过降解BRD4,间接影响线粒体功能。BRD4正常情况下会抑制自噬相关基因,ARV825干掉BRD4后,自噬应该增强,但研究发现ARV825还下调了XRCC4,这个蛋白参与DNA修复,而且定位在线粒体,与DNA连接酶III相互作用。敲低XRCC4或DNA连接酶III,都能模拟ARV825的杀伤效果,说明ARV825确实通过破坏线粒体功能来清除衰老细胞。

那么问题来了:如果V-ATPase能不断清理受损线粒体,维持线粒体健康,细胞就能抵抗药物;反之,如果线粒体损伤速度超过清理速度,ROS积累,细胞就死定了。

这就像一个垃圾清理系统,如果清运车(V-ATPase)足够多,垃圾(受损线粒体)及时运走,城市(细胞)就正常运转;如果清运车罢工,垃圾堆积,城市就瘫痪。耐药细胞就是那些清运车特别多的"模范城市"。

研究团队进一步验证了这个模型。他们用溴化乙啶加尿苷长期处理细胞,耗竭线粒体DNA,制造出没有线粒体的ρ0细胞。这些细胞对ABT263和ARV825完全耐药,因为药物根本找不到靶点。反过来,如果用siRNA敲低DNA聚合酶γ(PolG),这是线粒体DNA复制的唯一聚合酶,导致线粒体DNA复制受阻,线粒体功能受损,再配合ABT263或ARV825,杀伤效果大幅增强。

这说明增加线粒体负担、制造"垃圾堆积",能让耐药细胞变得敏感。



代谢转换:给线粒体"加压"的艺术

既然直接破坏线粒体有效,那么有没有更生理、更临床可行的方法呢?研究团队想到了代谢干预。

衰老细胞有个特点:它们高度依赖糖酵解,即使在氧气充足的情况下也优先用糖酵解供能,这叫"瓦博格效应"。这有点像一个人明明有跑步机(线粒体氧化磷酸化),却偏偏喜欢躺着吃薯片(糖酵解),因为糖酵解虽然效率低,但速度快,还能提供生物合成原料。

如果强制细胞改用线粒体氧化磷酸化,就像强迫那个吃薯片的人去跑马拉松,线粒体负担骤然增加,受损线粒体堆积,V-ATPase再厉害也清理不过来,细胞就会崩溃。

研究团队测试了BAY876,这是一种高度特异性的GLUT1抑制剂,阻断葡萄糖进入细胞。结果在衰老细胞里,BAY876成功诱导了从糖酵解到氧化磷酸化的代谢转换,氧气消耗率(OCR)显著上升。更关键的是,BAY876与ABT263或ARV825联用,在衰老细胞里导致线粒体膜电位崩溃、ROS爆发、细胞大量死亡,而对正常细胞几乎没影响。

这个发现太重要了,因为它指向了临床可行的干预策略。
低碳水化合物饮食,比如生酮饮食,能在体内诱导类似的代谢转换。

生酮饮食几乎不吃碳水,身体被迫分解脂肪产生酮体供能,细胞不得不依赖线粒体氧化磷酸化。
SGLT2抑制剂,比如达格列净,是糖尿病常用药,通过阻断肾脏对葡萄糖的重吸收来降低血糖,也能迫使细胞改用其他能源。

最重要一句总结:

通过低碳水化合物饮食实现代谢干预,强制细胞改用线粒体氧化磷酸化,增加线粒体负担、制造"垃圾堆积",破坏线粒体!



小鼠实验:从培养皿到活体

研究团队设计了两个小鼠实验验证这个策略。

第一个实验用老年小鼠(87周龄,相当于人类70多岁),先喂5周正常饮食或生酮饮食,然后用ABT263或ARV825处理2周,停药3周后,通过尾静脉注射B16黑色素瘤细胞。为什么选择这个模型?因为衰老细胞会分泌SASP因子促进肿瘤转移,而老年小鼠肺部衰老细胞多,正是肿瘤转移的"沃土"。

结果令人振奋。单独使用ABT263或ARV825,肺部衰老细胞标志物(p16INK4a和p21WAF1/CIP1)有所下降,肿瘤结节也有减少趋势。但生酮饮食联合药物治疗,效果直接翻倍,衰老细胞几乎被清空,肿瘤转移灶大幅减少,SASP因子CXCL2和CXCL12的表达也被压制。这说明代谢干预确实能增强衰老清除效果,抑制肿瘤转移。

第二个实验用治疗诱导衰老模型。HCT116结肠癌细胞接种到裸鼠皮下,先用阿霉素诱导癌细胞进入衰老状态,然后分组处理。这里有个技术难题:裸鼠喂生酮饮食后死亡率很高,可能是因为极端低碳水在免疫缺陷动物身上引发了酮症酸中毒。研究团队机智地改用SGLT2抑制剂达格列净,既能降低血糖,又不会导致死亡。

结果显示,单独用ABT263或ARV825对肿瘤生长抑制有限,但加上SGLT2抑制剂后,肿瘤体积显著缩小。肿瘤组织里,衰老细胞标志物(p21WAF1/CIP1阳性且Ki67阴性,或53BP1阳性且Ki67阴性)大幅减少,ROS水平和凋亡标志物(TUNEL阳性)显著上升。

这完美复现了体外实验的发现:代谢干预增加线粒体负担打破耐药细胞的防御,让衰老清除药物发挥全力。



研究团队与独特性评价

这项研究由日本大阪大学微生物病研究所的Eiji Hara实验室主导,第一作者是Masahiro Wakita。Hara实验室长期致力于细胞衰老和肿瘤生物学研究,在衰老细胞清除领域有深厚积累。2020年他们就报道过ARV825通过靶向非同源末端连接和自噬来清除衰老细胞,这次的新研究是前期工作的系统性延伸。

从方法学角度看,这项研究的独特性在于建立了SSI这一量化指标,让不同机制的衰老清除药物有了可比性。更重要的是,研究没有停留在"哪个药物最强"的层面,而是深入探究了"为什么有的细胞不死",从单细胞测序中挖掘出V-ATPase这个耐药关键,再反向推导出代谢干预的破解策略。这种"发现耐药机制-验证因果关系-设计临床方案"的完整链条,在衰老清除领域并不多见。

与同期其他研究相比,比如Fielder等人报道的线粒体解偶联增强ABT263敏感性,这项工作的优势在于揭示了具体的分子机制(V-ATPase介导的线粒体质量控制),并验证了两个独立的临床可行干预手段(生酮饮食和SGLT2抑制剂)。这种从基础机制到临床转化的紧密衔接,正是顶级衰老研究应有的样子。



极客一语道破

 槲皮素 + 低碳水饮食 + 小檗碱 这样组合似乎起到类似作用。

  • 槲皮素对应ABT263的方向,作为天然Bcl-2抑制剂提供基础衰老清除活性。研究里D+Q组合的SSI指数虽然远低于ABT263,但确实有一定效果。槲皮素还能抑制SASP炎症因子,算是 bonus。
  • 低碳水饮食对应生酮饮食或BAY876的作用,强制代谢转换,增加线粒体氧化磷酸化负担,制造线粒体"垃圾堆积"的压力。
  • 小檗碱有多重作用:轻度抑制SGLT2降低血糖,激活AMPK促进线粒体生物发生,还能改善胰岛素敏感性。这相当于给线粒体既加压又添乱,让它们更忙更容易出错。
所以理论上这个三角组合能形成协同:槲皮素打开凋亡开关,低碳水饮食增加线粒体工作负荷,小檗碱从代谢和能量感知层面推波助澜。

如果目标是长期健康管理、延缓衰老,这个组合有一定合理性,但剂量要保守。槲皮素500毫克每天,小檗碱500毫克每天分两次,低碳水饮食用温和版本(碳水占比20%到30%而非生酮的5%以下),同时监测身体反应。

如果目标是治疗已经存在的衰老相关疾病,比如癌症辅助治疗、肺纤维化、骨关节炎,这个组合效力可能不够,需要在医生指导下考虑ABT263+ARV825处方级方案。

最后提醒:小檗碱是CYP3A4抑制剂,和很多药物有相互作用;槲皮素也有类似问题。如果正在服用处方药,特别是他汀类、免疫抑制剂、抗凝药,必须咨询医生。

标题:
摘要:日本科学家系统对比21种抗衰老药物,锁定ABT263和ARV825为最强清除剂,但20%至30%细胞仍耐药。研究发现V-ATPase介导的线粒体质量控制是耐药关键,生酮饮食或SGLT2抑制剂通过代谢转换增加线粒体负担,联合用药在小鼠体内显著抑制肿瘤转移和生长。

URL Slug:senolytic drugs mitochondrial resistance ketogenic diet

21种抗衰老药物大PK发现最强王者,生酮饮食联手SGLT2抑制剂破解耐药难题让衰老细胞无处遁形