《自然衰老》动物研究显示,短期服用雷帕霉素可达到长效延寿作用
《自然衰老》的研究显示,成年时期短期服用雷帕霉素可达到与长期服用相似的延寿效果,可显著延长果蝇寿命的10%;同时也可显著减轻果蝇因衰老引起的肠道病变,改善肠道健康。而且,研究人员通过小鼠实验再次验证了,即使是在哺乳动物中,短期服用雷帕的改善作用也与长期服用的作用相当。

1975年,科学家从智利复活节岛上的土壤中分离出了雷帕霉素(Rapamycin),其最初被作为抗真菌剂使用。后来,科学家们发现雷帕霉素有免疫抑制和抗癌的作用,目前主要用于脏器官移植后的抗排异治疗以及癌症治疗。
但雷帕霉素的作用远不止如此。2009年《自然》(Nature)期刊发表的文章显示,从小鼠9个月大(相当于人类30-35岁)时服用雷帕霉素,可使雌性小鼠寿命延长14%,雄性小鼠寿命延长9%。这是首个证实服用雷帕霉素可延长实验动物寿命的研究。
而近日,德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所的研究人员在《自然衰老》(Nature Aging)发表的一篇文章为雷帕霉素延长寿命的作用再添新证据。研究显示,果蝇与小鼠在成年时短期服用雷帕霉素,与终身长期服用雷帕霉素的延寿效果相同;且服用雷帕霉素可降低实验动物因衰老引起的肠道病变比例,改善肠道健康。
果蝇的寿命通常为2-3个月,寿命短、繁殖快的优势正适合研究人员对延长寿命等一类实验的探究。因此,马克斯·普朗克衰老生物学研究所的研究人员首先对果蝇服用雷帕霉素最佳时间段展开了考察。
结果发现,相较于未服用雷帕霉素的果蝇,在成年后第30天或第45天服用雷帕霉素的果蝇寿命延长约8.3%,但在成年后第60天服用雷帕霉素的果蝇的寿命并未延长。这说明,雷帕霉素延长寿命的作用随着年龄的增加而逐渐减轻,老年实验动物服用雷帕霉素延寿效果并不显著。
同时研究人员发现,成年后终身服用雷帕霉素的果蝇,其寿命可延长约10%。与之相似的是,在成年后第1-30天服用雷帕霉素的果蝇也达到了相同的延寿作用。“我们将这种现象称为‘雷帕霉素记忆’。这说明,成年时期短期服用雷帕霉素也可达到显著的延寿效果,这可能是解决长期服用雷帕霉素毒副作用的新思路。”研究人员表示。

黑实线为成年后终身服用雷帕霉素;黑虚线为未服用雷帕霉素;彩色实线表示不同时间服用雷帕霉素
其次,研究人员评估了服用雷帕霉素的果蝇肠道病变是否减少。结果研究人员发现,成年后终身服用雷帕霉素的果蝇,其肠道中受损和凋亡的细胞显著减少,且肠道病变减少。
值得注意的是,即使短期(成年后第1-15天)服用雷帕霉素也可达到此种改善效果,且停止服用雷帕霉素45天后,果蝇肠道病变的比例仍然显著下降,其效果与长期服用雷帕霉素的效果相同。

除此之外,为了验证雷帕霉素在哺乳动物的短期作用也与长期作用相当,研究人员也对小鼠展开了探究。研究人员将小鼠分为3组,第1组小鼠从3-12个月大时服用雷帕霉素(长期组),第2组小鼠在3-6个月大时服用雷帕霉素(短期组),第3组小鼠不服用雷帕霉素(对照组),且研究人员在小鼠12月大时取样分析。

结果研究人员发现,与未服用雷帕霉素的小鼠相比,短期组小鼠体内血浆脂多糖结合蛋白(LBP)水平(细菌从肠道转移到循环的标志物)显著下降,且回肠绒毛中的紧密连接蛋白(TJs)的数量及完整性提高。这表明短期服用雷帕霉素可增加小鼠的肠道的完整性。
潘氏细胞可分泌抗菌分子(如溶菌酶),从而提高肠道屏障功能。研究人员发现,未服用雷帕霉素的小鼠在12个月大时,其潘氏细胞中的溶菌酶异常分布,在细胞中弥漫。但短期组小鼠体内的潘氏细胞形态得到改善,且含有弥漫性溶菌酶的潘氏细胞比例减少。这说明,小鼠短期服用雷帕霉素可减轻与年龄相关的潘氏细胞异常,从而改善肠道健康。
而且,上述改善效果在短期组与长期组小鼠身上表现相似,无显著差异。这说明,雷帕霉素在哺乳动物短期作用也与长期作用相当。

总之,本实验证实了成年时期短期服用雷帕霉素可达到与长期服用相似的延寿效果,可显著延长果蝇寿命的10%,同时短期服用雷帕霉素可显著减轻果蝇因衰老引起的肠道病变,改善肠道健康。而且,研究人员通过小鼠实验再次验证了雷帕霉素在哺乳动物的短期作用也与长期作用相当,为未来的实验研究奠定了基础。
[1] Juricic, P., Lu, YX., Leech, T. et al. Long-lasting geroprotection from brief rapamycin treatment in early adulthood by persistently increased intestinal autophagy. Nat Aging 2, 824–836 (2022). https://doi.org/10.1038/s43587-022-00278-w