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衰老可以被延缓吗?这一自古以来困扰人类的问题,如今在科学家的实验室中得到了答案。
中国科学院研究团队最近获得了一项里程碑式的突破,成果题为“Metformin decelerates aging clock in male monkeys”,于9月12日刚刚发表在《细胞》(Cell)杂志。经过长达8年的深入研究,他们发现二甲双胍(Metformin)——一种经典降糖药物,能够重置细胞衰老的内在程序,对食蟹猴全身11个系统79种组织器官具有全面的衰老保护效果,并显著提升认知能力,证实了二甲双胍延缓衰老的潜力1。这一成果为衰老的生物学机制提供了新的洞见,并为未来干预人类衰老提供了潜在的策略。
图1 文章标题
一、首次在灵长类动物中证实二甲双胍延缓衰老潜力
在众多实验动物中,非人灵长类在进化上与人类亲缘关系更近。食蟹猴因其与人类生理结构和功能的相似性,成为衰老研究的理想模型。中国科学院动物研究所刘光慧团队,与北京基因组研究所(国家生物信息中心)张维绮以及动物研究所曲静团队合作,对健康的中老年雄性食蟹猴(年龄相当于人类的40-50岁)进行了长达40个月的二甲双胍干预研究,每日给予相当于2型糖尿病(T2DM)临床治疗剂量的二甲双胍,采用生理功能评估、医学影像、多参数血液检测、多组织病理分析和多维生命组学在内的跨学科技术手段开展研究。结果显示,长期服用二甲双胍的食蟹猴在减轻大脑皮层萎缩、提升认知功能(图2),延缓牙周骨质流失,以及保护肝脏、心脏、肺脏、小肠和骨骼肌等多组织器官方面,均表现出明显的衰老延缓效果(图3)。
图2. 二甲双胍延缓灵长类动物大脑衰老并增强认知功能
图3. 二甲双胍重置灵长类动物多维衰老时钟
进一步研究揭示,二甲双胍能够系统性地改善随年龄增长而出现的全身多组织器官的衰老特征,包括表观遗传变异、氧化损伤、衰老细胞积累、免疫细胞浸润、炎症环境形成及组织纤维化。 在大脑的额叶区域和肝脏中,这种延缓衰老的效果尤为显著。 在单细胞水平的高精度衰老时钟评估中,二甲双胍显著延缓了大脑中多种神经细胞,以及肝脏中肝细胞的衰老进程, 相当于将这些细胞的衰老速度减慢了5至6年,换算为人类年龄约为15至18岁。
研究发现,二甲双胍的衰老保护作用不依赖于降糖和代谢调节功能。它通过直接作用于细胞,激活核因子E2相关因子(Nrf2)介导的抗氧化基因表达网络,从而延缓细胞衰老(图4),为二甲双胍延缓衰老的作用机制提供了科学依据。
图4. 二甲双胍延缓人类神经元衰老
此项研究首次绘制了靶向灵长类衰老的成药路线图,不仅为衰老干预领域注入了新的活力,也为评估人类衰老干预的有效性和异质性提供了新的范式和标准。
中国科学院动物研究所刘光慧研究员、中国科学院北京基因组研究所张维绮研究员和中国科学院动物研究所曲静研究员为论文的共同通讯作者。中国科学院动物研究所博士研究生杨远涵、中国科学院北京基因组研究所硕士研究生陆晓雍、中国科学院生物物理研究所刘宁研究员、中国科学院动物研究所/北京干细胞与再生医学研究院马帅“致一”研究员、首都医科大学安贞医院张慧助理研究员、中国科学院生物物理研究所张之一副研究员为论文的并列第一作者。
二、 回顾二甲双胍在衰老相关疾病中的相关研究
衰老是机体随时间推移所经历的生理功能逐渐下降的过程,引起器官结构紊乱和功能失调,导致衰老相关疾病的发生发展,如心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病等慢性疾病。二甲双胍在临床应用超过65年,在衰老相关疾病中积累了大量临床研究证据。
1.二甲双胍的心血管保护作用
英国前瞻性糖尿病研究(UKPDS)最新发表的随访研究证实,在超重或肥胖的新诊断T2DM患者中,与常规治疗组相比,早期二甲双胍强化治疗显著降低任何糖尿病相关终点18%,全因死亡风险降低20%,心肌梗死风险降低31%,且遗留效应不随时间推移而减弱,获益持续终身2(图5)。
图5 UKPDS研究
2.二甲双胍对糖尿病的预防作用
中国糖尿病预防研究(CDPP)是中国首个使用二甲双胍预防糖尿病的大规模前瞻性临床研究,结果显示,与单纯生活方式干预相比,二甲双胍联合生活方式干预组中糖尿病前期进展为糖尿病的相对风险降低17%3(图6)。
图6 CDPP研究
3.二甲双胍降低痴呆风险
一项中国台湾的队列研究显示,与未使用二甲双胍的老年T2DM患者(年龄≥60岁)相比,使用二甲双胍的老年人患痴呆症的风险下降66%,且二甲双胍的保护作用呈剂量依赖性,二甲双胍日剂量和累积剂量越高,风险降低越多4(图7)。
图7 二甲双胍与T2DM痴呆风险降低相关,且具有剂量依赖性
总 结
中国科学院研究团队首次证实,临床剂量的二甲双胍能系统性地延缓灵长类动物多器官衰老,降低生物学年龄。灵长类动物衰老时钟可通过单一药物干预逆转,为延缓衰老及相关疾病的预防和治疗提供了新路径,为未来实现健康老龄化奠定了基础。老年医学的研究重点正逐步从单一慢病治疗转向对衰老的系统干预。目前全球有多项大型、前瞻性、随机对照临床试验正在进行或计划中,探索二甲双胍能否延缓人类衰老。未来,二甲双胍或有望成为抗击人类衰老的重要工具,让我们拭目以待。
注意:二甲双胍在中国尚未获批抗衰老适应症,尚未获批预防糖尿病适应症。本文章仅用于医疗卫生专业人士学术交流。
2.Adler AI, et al. Lancet. 2024 Jul 13;404(10448):145-155
4.Brain. 2024 Apr 4;147(4):1474-1482
审批编号:CN-MET-00080 有效期至2026年9月13日
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