少吃或可逆转皮肤衰老!科学家破解皮肤衰老谜题

奇点网 2018-11-09 22:39

马上双十一了,抽空盘点了一下需要买啥,嗯,果然我刚需的只有抗衰老精华……年龄增长避无可避,但是皮肤可千万不能老啊~

今天《细胞》杂志刊登了一项来自巴塞罗那科学技术研究所(BIST)的最新成果[1],研究者对小鼠成纤维细胞进行了大规模分析,揭示了皮肤细胞衰老的变化。原来当成纤维细胞老去,它们会“玩忽职守”,放掉生产胶原蛋白、弹性蛋白等物质的职能,转而参与免疫、炎症等工作,而且不知道为啥还表现出了掺和脂质生成的倾向!

不过也不是没有办法治它们研究者发现,限制饮食摄入可以延缓成皮肤纤维细胞的衰老过程,反之高脂饮食则会加速衰老。

想起那么多皮肤赞赞的护肤博主都在断糖,奇点糕感觉哭笑不得,断糖哪够啊,看来啥也不能多吃~

衰老是我们不可避免的难题。皮肤变老带来的不仅是外观上的改变,可别忘记,皮肤是人体最大的免疫器官,是我们最柔软的“盔甲”,皮肤组织的衰老会带来稳态失衡,影响伤口再生等等重要的生理功能。

举个例子吧,已经有很多研究证实,衰老皮肤组织移植后的再生能力很差,甚至在添加生长因子的条件下都无法在培养基中生长[2],可见“老”确实可怕。

组织衰老的最大原因就是成体干细胞的功能衰退,这是由细胞自身积累的损伤造成的,比如说DNA损伤、蛋白质失衡以及氧化损伤。有趣的是,当科学家们去具体研究特定成体干细胞类型与衰老的时候,发现除了干细胞特异性的内在因素之外,发现还有一些广泛存在的衰老信号,比如炎症,又比如生物钟失衡[3]。

随后的一些研究也证明,干细胞自身的损伤并非衰老唯一原因,它们与周围基质细胞之间的互动也是一大影响因素。但是这些细胞如何在衰老过程中起作用却还不得而知[4]。

对小鼠和人类来说,皮肤衰老带来的变化是很相似的——包括但不限于真皮层变薄、细胞外基质密度下降以及成纤维细胞数量减少[5]。

细胞外基质是细胞外的大分子网络,包括胶原蛋白、各种酶、弹性蛋白、透明质酸等等物质,在结构和功能上为周围的细胞提供支撑,与组织的再生和愈合相关。

很显然,爱美的小仙女都懂,失去了胶原蛋白的皮肤不再嘭嘭嘭,没有了弹性蛋白皮肤会松弛长皱纹。除此以外,衰老的皮肤也会更容易感染,更容易发生肿瘤,伤口也更难愈合[6]。

而生产细胞外基质的就是成纤维细胞。所以,衰老到底是成纤维细胞鞠躬尽瘁了呢?还是工作久了飘了呢?

可见年纪大了真皮层就薄了

为了解决这个问题,BIST的研究者们分析了一批雌性小鼠皮肤中的成纤维细胞,小鼠们分处三个年龄段,2个月大的少年,9个月大的中年,和18个月大的老年。从上面的图片也能够明显看出,衰老的皮肤真皮层的密度和厚度都降低了,下真皮层的脂肪倒是有所增加。有趣的是,衰老带来的改变在9个月大小鼠中就已经很明显了。

接下来研究者们分析了这些年轻/衰老的成纤维细胞的功能。光从数字上看差异就已经很明显了,与年轻细胞相比,衰老的成纤维细胞有一千个以上不同的转录本。进一步看这些基因的功能,变化可以分为三大类:

第一,与细胞外基质(比如胶原蛋白和糖胺聚糖)生产、分泌相关的基因表达大幅下降。

第二,与炎症、先天免疫、应激纤维相关的基因表达增加,与细胞间联系相关的基因则有不同程度的表达改变。

第三,这个有趣了,不知道为什么,与脂质生成、代谢以及脂肪细胞分化相关的基因表达也增加了。

在雄性小鼠中进行了同样的分析,结果也是很相似的。简单来说,衰老的成纤维细胞们忘了自己的“身份”,不好好工作维持皮肤的青春靓丽,玩忽职守最要命呀~

成纤维细胞,你说是不是工作久了就不认真了

研究者们还利用谱系追踪具体分析了这些衰老细胞是怎么走到今天这步的。这里有两个有趣的发现,一是衰老成纤维细胞在培养皿中很快就会丧失转录特征,说明2D的体外研究方法可能并不适用衰老领域;二是衰老成纤维细胞的促脂特征反倒是和新生的下真皮层成纤维细胞很像,可能就是东北话讲的“越长越回xuan”吧。

当然,我知道你们对这个一点都不感兴趣,你们只想问,到底怎么能制止成纤维细胞离岗呢?

来,回答我,咱们老叨咕的有效的延长寿命限的手段是?

少吃。

衰老是很容易受到新陈代谢影响的,长期热量限制(CR)已经在包括非人灵长类在内的多种生物中证实了延命效果[7]。另一方面,长期高脂饮食(HFD)则会加速许多衰老相关病理的发生和发展,缩短寿命[8]。

答案似乎很明显了啊。

研究者当然也做了相关的实验。热量限制实验包括四组小鼠,正常吃饭的2月龄小鼠(young),正常吃饭的18月龄小鼠(old),少吃30%的18月龄小鼠(oldCR),少吃了7个月又正常吃2个月的18月龄小鼠(oldCR-ND);高脂饮食实验则是正常吃饭和高脂饮食的两组2月龄小鼠。

实验结果也是不出所料,虽然少吃并没能阻止细胞的成长,但是在转录水平上的差距还是十分明显的,少吃明显让衰老小鼠的细胞功能更接近年轻小鼠,而少吃之后恢复正常饮食的小鼠组则位于二者之间,可以说CR带来的效果是有一定持续性的(就是少吃有用想保持就得一直少吃的意思嘿嘿)。

与之相反,高脂饮食的小鼠细胞“老”得更快,在寻找自我的路上迷失得更远了。

最后总结陈词一下吧。概括地说,这项研究结果表明,皮肤成纤维细胞在衰老过程中逐渐丧失了固有的细胞特征,出现新转录谱系,而这种衰老过程是可以通过限制饮食来延缓的。

另外,本研究中发现衰老成纤维细胞有关细胞间接触的基因转录水平也有变化,这与同期发表的另外一篇论文[9]是能够形成互相印证的,感兴趣的读者可以去原文看看。

正在减肥的奇点糕看完论文表示内心平静,这种少吃一口=少老一秒的感觉真是太赞了

编辑神叨叨

周五是个好日子~因为……《细胞》和《科学》两个顶级期刊都是今天更新!(什么你说明天放假)

好多科研进展看不过来怎么办!奇点糕们呕心沥血吐打的美味科学糕瞬息了解一下~

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参考资料:

[1]https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31320-5

[2]Goodell,M.A.,andRando,T.A.(2015).Stemcellsandhealthyaging.Science350,1199–1204.

[3]Solanas,G.,Peixoto,F.O.,Perdiguero,E.,Jardı´,M.,Ruiz-Bonilla,V.,Datta,D.,Symeonidi,A.,Castellanos,A.,Welz,P.S.,Caballero,J.M.,etal.(2017).AgedStemCellsReprogramTheirDailyRhythmicFunctionstoAdapttoStress.Cell170,678–692.

[4]Stearns-Reider,K.M.,D’Amore,A.,Beezhold,K.,Rothrauff,B.,Cavalli,L.,Wagner,W.R.,Vorp,D.A.,Tsamis,A.,Shinde,S.,Zhang,C.,etal.(2017).Agingoftheskeletalmuscleextracellularmatrixdrivesastemcellfibrogenicconversion.AgingCell16,518–528.

[5]Demaria,M.,Desprez,P.Y.,Campisi,J.,andVelarde,M.C.(2015).Cellautonomousandnon-autonomouseffectsofsenescentcellsintheskin.J.Invest.Dermatol135,1722–1726.

[6]Kaur,A.,Webster,M.R.,Marchbank,K.,Behera,R.,Ndoye,A.,Kugel,C.H.,Dang,V.M.,Appleton,J.,O’Connell,M.P.,Cheng,P.,etal.(2016).SFRP2intheagedmicroenvironmentdrivesmelanomametastasisandtherapyresistance.Nature532,250–254.

[7]Froy,O.,andMiskin,R.(2010).Effectoffeedingregimensoncircadianrhythms:implicationsforagingandlongevity.Aging(AlbanyNY)2,7–27.

[8]Lo´pez-Otı´n,C.,Blasco,M.A.,Partridge,L.,Serrano,M.,andKroemer,G.(2013).Thehallmarksofaging.Cell153,1194–1217.

[9]https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31321-7#%20

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本文作者|代丝雨

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