AKG是我们细胞内线粒体能量代谢过程中重要的中间产物,近年来,其在抗衰领域异军突起,成为一颗冉冉升起的新星。
在2021年,新加坡国立大学健康长寿中心主任Brian Kennedy教授发表了一项著名的临床试验,招募多达42位健康成年人,他们连续7个月服用AKG复合补充剂,最后惊奇地发现生理年龄减小了8岁
正因如此抗衰奇效,不少人赞誉AKG为“青春之泉”。但随着年龄增长,我们体内的AKG会不可避免地流失。研究表明,人血浆中AKG从40岁到80岁会降到仅剩十分之一,且无法从食物中补充。
所以摄入AKG补剂逐渐成为很多人考虑的选择。不过,它究竟安不安全、有没有效,以及具体在哪个方面有效,一直是科学界争论的话题。
图注:一分子AKG含两个羧基,所以吃起来很酸
有问题就有答案!近日发表于期刊《实验老年学》(Experimental Gerontology)的综述总结了AKG补充剂在延缓人体衰老方面的全新证据,系统阐述了其在刺激胶原蛋白生成、抗癌、辅助生殖、细胞重编程方面的应用前景,还提出,AKG可调节血糖稳态,治疗糖尿病。
研究表明,局部使用AKG(例如AKG面霜)能够刺激胶原蛋白生成,减少皮肤皱纹,促进皮肤水合作用和屏障功能;
同时,这一功效还用于治疗烧伤、辅助各种创伤和手术的伤口愈合、减少疤痕。
据报道,在严重烧伤患者中连续三周、每天使用20克的O-AKG(鸟氨酸-AKG)会延缓蛋白质分解代谢。此外,O-AKG可显著缩短严重烧伤患者伤口愈合所需的时间。
在哺乳动物中,女性出生时有数百万个卵母细胞。但随着年龄增长,它们的数量急剧减少,质量也会下降。
卵巢衰老的特征是卵巢储备和卵母细胞效能的逐渐下滑,最终迎来绝经期和生育能力的丧失。
现代人作息不规律,卵巢早衰越来越多见。有生育需求但“感觉自己抓不住青春尾巴”的女性朋友该如何孕育下一代呢?
感谢现代医学。辅助生殖技术通过把卵母细胞取出,在体外受精、孵育成早期胚胎,再植入子宫内,给许多罹患不孕症的人带来福音。
图注:IVF(体外受精)全过程,图源Google
这项技术当然是很好的选择,但是与体内环境不同,卵母细胞在体外成熟时会产生大量ROS(活性氧,包括氧离子、过氧化物和含氧自由基等),导致DNA损伤、细胞功能障碍和细胞凋亡,进而造成减数分裂停滞。
因此,体外受精过程中,我们需要同时培养多个卵母细胞观察成熟情况,增加成功概率。所以大家想要辅助生殖都需要经历打促排卵针、一次取出多个卵母细胞的痛苦过程。
而AKG是一种有效的自由基清除剂和强大的抗氧化剂,它的作用简单粗暴:
直接与过氧化氢(H2O2)反应生成无害的琥珀酸盐、水和二氧化碳,减轻卵母细胞的氧化应激,使卵母细胞的质量和数量提升[8],大大提高后续胚胎筛选的成功率,间接减轻女性在体外受精过程中的痛苦。
研究发现,在猪卵母细胞体外培养中,AKG降低了ROS水平,并增加谷胱甘肽(GSH,细胞内抗氧化剂)水平,提高抗氧化应激能力。并通过激活Nrf2/ARE信号通路来阻止细胞凋亡。
严谨的研究者们还做了小鼠在体实验,发现AKG 显著增加了小鼠胚泡的数量、内细胞团 (ICM) 细胞的数量,有利于后续胚胎的生长。
总之,AKG在辅助生殖方面具有广阔的应用前景,希望相关机构予以重视,投入更多资金研究这种有潜力的物质,这也是提高生育率的契机。
除了皮肤和辅助生殖方面,AKG在永生黑科技——细胞重编程上也有亮眼的表现。
前世界首富、亚马逊公司CEO杰夫·贝索斯想永生想疯了,斥巨资投资了Altos公司,聚集了一批世界顶尖专家研究细胞重编程,试图恢复已分化细胞的再生潜力。
2020年,Brian Kennedy在发表AKG成功延缓小鼠衰老并延寿的惊天成果后接受访谈时表示:“AKG可作为适度延长健康寿命的补剂,但也许未来的干细胞研究才是抵抗衰老的真正关键所在”。
现在很多研究者认为,被寄予厚望的细胞重编程和干细胞研究也和AKG脱不开关系,所以Kennedy教授不必谦虚!贝索斯也可以开始给AKG投资了!
图注:细胞自噬,图源Google
研究表明,AKG既能提高细胞重编程的效率、维持干细胞多能性,又能诱导干细胞分化。似乎这种双相作用受氧气水平的影响。另外AKG还可以和自噬一起调控分化。
No.1
长生之路初露曙光,AKG维持干细胞再生潜力
图注:AKG在干细胞自我更新、分化、重编程方面的作用
研究发现,具有更高分化潜力的干细胞,甲基化程度往往是较低的。AKG辅助DNA和组蛋白去甲基化,维持干细胞的多能性。
如何辅助的呢?AKG通过调节TET酶(组蛋白去甲基化酶)和DNMT(DNA甲基转移酶)辅助去甲基化。
首先,AKG能通过激活TET酶将已分化的细胞重编程为多能干细胞!
其次,研究发现,干细胞中DNA甲基转移酶3β(DNMT3B)的缺失会增加异柠檬酸脱氢酶(催化AKG生成的酶)的表达,进而增加AKG水平,使干细胞维持多能性。
最后,AKG还能通过干预自噬维持干细胞多能性:研究发现,溶酶体相关膜蛋白 2A(LAMP2A)是自噬的重要参与者,AKG降低分化基因的表达,并在 LAMP2A 过表达细胞中维持多能性。
No.2
醒醒,上班了!AKG诱导干细胞分化
前面提到,在干预干细胞方面,AKG是具有双相作用的。所以,AKG能通过上调分化基因、下调“山中因子”之一OCT4加速分化。
另外,自噬也可通过降低AKG水平来抑制干细胞多能性,轻轻敲醒干细胞沉睡的心灵,让它分化为不同的组织细胞,开始工作。
总之,AKG是干细胞扩增和分化的微调器。
在浩浩荡荡的渴盼永生的人类工业,比如细胞治疗、药物发现和组织工程中,它参与诱导干细胞的扩增和维持多能性;
而干细胞最终还是要分化为不同功能的组织细胞,专一地服务于人体的某一项功能。此时,AKG又能辅助诱导分化,高效生成完全分化的功能性细胞。
讲完永生干细胞,小编想到,癌细胞不就是具有无限增殖潜力的细胞吗,那么AKG在癌细胞上又会有怎样的作用呢?
你说巧不巧,这篇论文也总结了AKG在抗癌中的作用。
抗癌就是要想方设法杀死癌细胞。由于癌细胞需要不断增殖,所以它们的能量代谢过程和正常细胞的有氧氧化不同。前者通过更加快速的无氧糖酵解过程产生能量增殖、转移。
科学家们研究了不同种类的癌细胞,首先是危害女性健康的乳腺癌。在人类乳腺癌细胞系中的实验发现,AKG介导葡萄糖代谢从糖酵解到氧化磷酸化的动态转换,控制癌细胞转移。
其次,腺癌细胞系也是科学家们重点关注的。目前发病率、致死率最高的肺癌,多数归属于腺癌细胞系。
在人类腺癌细胞系中,二甲基-AKG(dm-AKG)与呼吸链复合物Ⅰ抑制剂BAY87-2243(B87)结合,通过转录重编程关闭糖酵解,杀死癌细胞。(B87单独使用不起作用)
值得注意的是,与前两个相反,在人脑肿瘤标本中,AKG通过直接结合 IKKβ 激活 NF-κB 通路,促进葡萄糖摄取和肿瘤细胞存活,从而加速胶质母细胞瘤生长。
读到这相信大家也发现了,AKG对于不同的肿瘤有不同的影响,还需要进一步的研究证实它在癌症干预方面的具体效用。
在此特别提醒大家,肿瘤患者及肿瘤恢复期人群要慎重使用AKG。
不过目前较为确定的是,AKG能通过调节肠道菌群改善肠道健康,并干预阿尔兹海默病等认知障碍;还能间接生成抑制性神经递质γ-氨基丁酸,有助于长时程增强和记忆力;顺便又能增加骨密度……似乎对老年朋友很友好!
更妙的是,AKG还可以作为调节因子干预糖尿病等代谢紊乱疾病。
大名鼎鼎的雷帕霉素虽然有抗衰作用,但有一定概率引起糖尿病样症状(称为良性假糖尿病)和胰岛素抵抗,而AKG可在葡萄糖稳态中发挥有效作用,改善高血糖症。
此外,AKG是人体内本来存在的物质,安全性上更有保障;并且易溶于水,能够被人体完全吸收。不过其在服用剂量上也有要求,过高的服用剂量可能导致头晕、恶心、呕吐等严重不良反应,而针对不同性别的适用剂量也需要进一步深入探讨。
顺便说一句,AKG吃起来真的很酸,所以最好以肠溶胶囊的形式摄入,减少对胃的刺激。