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大部分人对衰老的感知,是从“力不从心”开始的。
30岁以前,通宵一晚,第二天补个觉就能满血复活;过了35岁,一场大病或者一次高强度的加班,似乎就能抽走你身体里的一半精气神,那种疲惫感不是“累”,而是“沉”——就是打不起精神,提不起劲。
我们习惯把这归结为“岁数大了”。但如果我们将视角从宏观的身体,下潜到微观的细胞层面,你会看到一幅不一样的景象:原本精密运转的细胞工厂,此刻正因为堆积如山的“废料”而濒临瘫痪。
就在2026年,代表全球细胞生物学顶尖水平的期刊《Cell Research》上,刊登了一篇由洛桑联邦理工学院(EPFL)与复旦大学联合发表的重磅综述《Mitophagy in the pathogenesis and management of disease》。这项研究不仅汇总了过去几十年的研究精华,更是精准的向我们揭示了衰老和疾病的底层逻辑:
人类大部分的退行性改变——帕金森的颤抖、阿尔茨海默的遗忘,心脏的衰竭、代谢的崩坏,本质上都是因为细胞失去了“清理垃圾”的能力。
01
细胞内的“异种”与危机
要理解为什么细胞里会有垃圾,我们必须先接受一个有点“科幻”的设定:你身体里的能量工厂——线粒体,其实是十几亿年前入侵真核细胞的细菌。
这篇综述在开篇就点明了线粒体的特殊身份:它们起源于α-变形菌,虽然在漫长的进化中与人体达成了共生,但它们依然保留着作为“细菌”的痕迹——拥有自己独立的DNA(mtDNA)。
在一个年轻健康的细胞里,线粒体是高效的发电站,通过氧化磷酸化源源不断地生产ATP(能量)。但这个过程有一个致命的副产品:活性氧(ROS)。
这就好比一座核电站,虽然发电量巨大,但由于时刻进行着剧烈的能量反应,其内部零件极易损耗。一旦线粒体受损,灾难就开始了:
细胞没劲儿了,宏观表现就是你累了、器官衰竭了;受损的线粒体会释放大量的ROS,氧化你的DNA和蛋白质。
最要命的是,当受损线粒体破裂,它们内部的 mtDNA 会泄漏到细胞质中。你的免疫系统极其敏感,它会识别出这些 mtDNA 上古老的“细菌特征”(如未甲基化的CpG基序),误以为细胞被细菌感染了,从而启动 cGAS-STING 通路,引发剧烈的炎症反应 。
这就是“炎性衰老”(Inflammaging)的真相。
为了阻止这一危机,进化之手赋予了我们一套精密到令人发指的“垃圾回收系统”——线粒体自噬(Mitophagy)。
02
细胞内的“清洁工”
这篇综述最硬核的部分,是还原了线粒体自噬的微观过程。
在众多的清除路径中,最经典、最著名的当属 PINK1-Parkin 通路。这简直就是一套自动化的工业废品处理流水线 。
PINK1 是一种激酶,在健康的线粒体上,PINK1 刚一露头,就会被线粒体内部的酶(MPP和PARL)迅速切碎降解,所以在正常细胞里你几乎看不到它。
但一旦某个线粒体受损,膜电位下降(没电了),PINK1 就无法进入线粒体内部被降解,而是卡在了外膜上。
这是一个极其精妙的物理信号PINK1 开始在外膜堆积,就像在破损的机器上插上了无数面红旗,告诉细胞:“这个机组坏了,别修了,报废吧”。
PINK1-Parkin 介导的线粒体自噬
堆积的 PINK1 会招募并激活另一个蛋白——Parkin(E3泛素连接酶)。Parkin频繁的地给受损线粒体表面的蛋白质贴上“泛素”标签 。
这还不够,PINK1 和 Parkin 还会形成一个“正反馈循环”,不断放大信号,直到整个线粒体被裹得像个粽子一样,确凿无疑地被标记为“垃圾”。
被贴满标签的线粒体,会吸引来一种特殊的受体蛋白(如OPTN, NDP52),它们就像垃圾车的挂钩,一边钩住线粒体,一边连接细胞内的溶酶体包裹膜(自噬体)。
最终,线粒体被自噬体吞下,送入溶酶体的强酸熔炉中,分解成氨基酸和脂质,由于废物利用,实现了“轮回” 。
这就是年轻的秘密。在你年轻时,这套系统运转如飞,任何一个坏掉的线粒体在几分钟内就会被清除。但随着衰老,PINK1 失灵了,Parkin 迟到了,溶酶体老化了。
于是,僵尸线粒体开始堆积。
03
崩坏的代价
综述中用了整整一半的篇幅,列举了当这套“清洁系统”罢工后,人体会遭遇什么。
1. 被垃圾淹没的神经元
为什么帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)如此可怕?
研究明确指出,PINK1 和 Parkin 的基因突变是早发性帕金森病的直接原因。当多巴胺神经元里的线粒体坏了却没被清理,能量供应中断,产生的毒素直接导致神经元死亡。
在阿尔茨海默病中,受损线粒体无法清除,会加剧β-淀粉样蛋白(Aβ)的毒性,而堆积的 Tau 蛋白又反过来阻碍线粒体自噬,形成了一个完美的“死亡螺旋”。
你以为是你忘了事情,其实是大脑神经元被垃圾憋死了。
2. 糖尿病的隐形推手
你以为 2 型糖尿病只是胰岛素的问题?其实问题出现在线粒体自噬受损上。
胰岛β细胞是对能量需求极高的细胞。当线粒体垃圾堆积,β细胞无法正确感知血糖信号,甚至自身凋亡。这就解释了为什么很多代谢病患者,不管怎么控制饮食,身体依然是一团糟——因为细胞内部的引擎已经坏了。
3. 敌我不分的内战
当自噬失效,泄漏的 mtDNA 会持续刺激 cGAS-STING 通路。人体会长期处于一种“低烈度发炎”的状态。这种慢性炎症会攻击你的关节(类风湿)、肠道(克罗恩病),甚至让你在面对病毒(如流感、COVID-19)时,爆发过度的细胞因子风暴,杀敌八百自损一千 。
当线粒体自噬失灵时,身体各部位会发生的灾难
04
如何重启“清洁系统”?
这篇综述最有价值的地方,在于它没有止步于机理,而是给出了实操性的“干预清单”。
方案 A:乌罗素 A (Urolithin A) —— 经得起考验的“清道夫”
在众多待选分子中,乌罗素 A (UA)是目前证据最确凿、临床数据最扎实的线粒体自噬诱导剂。它可以直接稳定 PINK1,促进它在受损线粒体上的积累,相当于给清洁工发了“加急令” 。
UA 是肠道菌群代谢石榴中的鞣花单宁(Ellagitannins)产生的。但尴尬的是,全球只有约 40% 的人肠道里有这种特定的细菌。
也就是说,对于剩下60% 的人,你吃再多石榴,也产不出乌罗素 A。
既然靠肚子不靠谱,那就直接补。综述列举了多项人体临床试验:
证实中年人补充 4 个月,腿部肌肉力量显著增强,炎症指标下降;老年人补充后,肌肉耐力提升,线粒体健康标志物回升。
甚至能通过让 T 细胞里的线粒体“更新换代”,来逆转免疫衰老,增强抗肿瘤能力。这是目前人类对抗线粒体衰老最接近“特效药”的天然成分。
方案 B:亚精胺 (Spermidine) ——“自噬开关”
另一种被综述点名表扬的是亚精胺。这是一种天然存在的多胺,富含于小麦胚芽、大豆和陈年奶酪中 。
它不仅能启动线粒体自噬(通过 ATM 激酶通路),还能全面激活细胞的自噬作用。
该综述特别提到,亚精胺能穿过血脑屏障。临床数据显示,摄入较多亚精胺的人群,大脑皮层厚度和海马体体积更大,认知功能更好 。
它是为数不多在小鼠、果蝇、线虫中都能稳定延长寿命的物质。
方案 C:前沿药物与生活方式
除了上述两种补充剂,综述还提到了一些药物研发方向:
PINK1激活剂(如 MTK458):直接像打开开关一样激活 PINK1,目前正在进行一期临床试验,专门针对帕金森病 。
USP30抑制剂:USP30 是一个去泛素化酶,抑制它,就能让细胞清洁得更彻底。
靶向 PINK1-Parkin 通路的药物开发
当然,还有运动和禁食。这两种压力状态都会消耗 ATP,从而激活 AMPK 通路,强制细胞启动线粒体自噬来回收能量 。
05
结语
读完这篇长达几十页的综述,小编最大的感受是:物理学告诉我们,宇宙的终极法则是熵增——万物终将从有序走向无序,从复杂走向崩坏。
线粒体自噬,就是我们对抗熵增最底层的武器。关注你的线粒体。无论是通过摄入乌罗素A、亚精胺,还是坚持运动、保持空腹,都是在帮身体里的亿万个细胞,擦亮蒙尘的引擎。只要引擎还在轰鸣,你就依然年轻。
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撰文|林夏. 编辑|思勤 |