AKG是我們細胞內線粒體能量代謝過程中重要的中間產物,近年來,其在抗衰領域異軍突起,成為一顆冉冉升起的新星。
在2021年,新加坡國立大學健康長壽中心主任Brian Kennedy教授發表了一項著名的臨床試驗,招募多達42位健康成年人,他們連續7個月服用AKG復合補充劑,最后驚奇地發現生理年齡減小了8歲
正因如此抗衰奇效,不少人贊譽AKG為“青春之泉”。但隨著年齡增長,我們體內的AKG會不可避免地流失。研究表明,人血漿中AKG從40歲到80歲會降到僅剩十分之一,且無法從食物中補充。
所以攝入AKG補劑逐漸成為很多人考慮的選擇。不過,它究竟安不安全、有沒有效,以及具體在哪個方面有效,一直是科學界爭論的話題。
圖注:一分子AKG含兩個羧基,所以吃起來很酸
有問題就有答案!近日發表于期刊《實驗老年學》(Experimental Gerontology)的綜述總結了AKG補充劑在延緩人體衰老方面的全新證據,系統闡述了其在刺激膠原蛋白生成、抗癌、輔助生殖、細胞重編程方面的應用前景,還提出,AKG可調節血糖穩態,治療糖尿病。
研究表明,局部使用AKG(例如AKG面霜)能夠刺激膠原蛋白生成,減少皮膚皺紋,促進皮膚水合作用和屏障功能;
同時,這一功效還用于治療燒傷、輔助各種創傷和手術的傷口愈合、減少疤痕。
據報道,在嚴重燒傷患者中連續三周、每天使用20克的O-AKG(鳥氨酸-AKG)會延緩蛋白質分解代謝。此外,O-AKG可顯著縮短嚴重燒傷患者傷口愈合所需的時間。
在哺乳動物中,女性出生時有數百萬個卵母細胞。但隨著年齡增長,它們的數量急劇減少,質量也會下降。
卵巢衰老的特征是卵巢儲備和卵母細胞效能的逐漸下滑,最終迎來絕經期和生育能力的喪失。
現代人作息不規律,卵巢早衰越來越多見。有生育需求但“感覺自己抓不住青春尾巴”的女性朋友該如何孕育下一代呢?
感謝現代醫學。輔助生殖技術通過把卵母細胞取出,在體外受精、孵育成早期胚胎,再植入子宮內,給許多罹患不孕癥的人帶來福音。
圖注:IVF(體外受精)全過程,圖源Google
這項技術當然是很好的選擇,但是與體內環境不同,卵母細胞在體外成熟時會產生大量ROS(活性氧,包括氧離子、過氧化物和含氧自由基等),導致DNA損傷、細胞功能障礙和細胞凋亡,進而造成減數分裂停滯。
因此,體外受精過程中,我們需要同時培養多個卵母細胞觀察成熟情況,增加成功概率。所以大家想要輔助生殖都需要經歷打促排卵針、一次取出多個卵母細胞的痛苦過程。
而AKG是一種有效的自由基清除劑和強大的抗氧化劑,它的作用簡單粗暴:
直接與過氧化氫(H2O2)反應生成無害的琥珀酸鹽、水和二氧化碳,減輕卵母細胞的氧化應激,使卵母細胞的質量和數量提升[8],大大提高后續胚胎篩選的成功率,間接減輕女性在體外受精過程中的痛苦。
研究發現,在豬卵母細胞體外培養中,AKG降低了ROS水平,并增加谷胱甘肽(GSH,細胞內抗氧化劑)水平,提高抗氧化應激能力。并通過激活Nrf2/ARE信號通路來阻止細胞凋亡。
嚴謹的研究者們還做了小鼠在體實驗,發現AKG 顯著增加了小鼠胚泡的數量、內細胞團 (ICM) 細胞的數量,有利于后續胚胎的生長。
總之,AKG在輔助生殖方面具有廣闊的應用前景,希望相關機構予以重視,投入更多資金研究這種有潛力的物質,這也是提高生育率的契機。
除了皮膚和輔助生殖方面,AKG在永生黑科技——細胞重編程上也有亮眼的表現。
前世界首富、亞馬遜公司CEO杰夫·貝索斯想永生想瘋了,斥巨資投資了Altos公司,聚集了一批世界頂尖專家研究細胞重編程,試圖恢復已分化細胞的再生潛力。
2020年,Brian Kennedy在發表AKG成功延緩小鼠衰老并延壽的驚天成果后接受訪談時表示:“AKG可作為適度延長健康壽命的補劑,但也許未來的干細胞研究才是抵抗衰老的真正關鍵所在”。
現在很多研究者認為,被寄予厚望的細胞重編程和干細胞研究也和AKG脫不開關系,所以Kennedy教授不必謙虛!貝索斯也可以開始給AKG投資了!
圖注:細胞自噬,圖源Google
研究表明,AKG既能提高細胞重編程的效率、維持干細胞多能性,又能誘導干細胞分化。似乎這種雙相作用受氧氣水平的影響。另外AKG還可以和自噬一起調控分化。
No.1
長生之路初露曙光,AKG維持干細胞再生潛力
圖注:AKG在干細胞自我更新、分化、重編程方面的作用
研究發現,具有更高分化潛力的干細胞,甲基化程度往往是較低的。AKG輔助DNA和組蛋白去甲基化,維持干細胞的多能性。
如何輔助的呢?AKG通過調節TET酶(組蛋白去甲基化酶)和DNMT(DNA甲基轉移酶)輔助去甲基化。
首先,AKG能通過激活TET酶將已分化的細胞重編程為多能干細胞!
其次,研究發現,干細胞中DNA甲基轉移酶3β(DNMT3B)的缺失會增加異檸檬酸脫氫酶(催化AKG生成的酶)的表達,進而增加AKG水平,使干細胞維持多能性。
最后,AKG還能通過干預自噬維持干細胞多能性:研究發現,溶酶體相關膜蛋白 2A(LAMP2A)是自噬的重要參與者,AKG降低分化基因的表達,并在 LAMP2A 過表達細胞中維持多能性。
No.2
醒醒,上班了!AKG誘導干細胞分化
前面提到,在干預干細胞方面,AKG是具有雙相作用的。所以,AKG能通過上調分化基因、下調“山中因子”之一OCT4加速分化。
另外,自噬也可通過降低AKG水平來抑制干細胞多能性,輕輕敲醒干細胞沉睡的心靈,讓它分化為不同的組織細胞,開始工作。
總之,AKG是干細胞擴增和分化的微調器。
在浩浩蕩蕩的渴盼永生的人類工業,比如細胞治療、藥物發現和組織工程中,它參與誘導干細胞的擴增和維持多能性;
而干細胞最終還是要分化為不同功能的組織細胞,專一地服務于人體的某一項功能。此時,AKG又能輔助誘導分化,高效生成完全分化的功能性細胞。
講完永生干細胞,小編想到,癌細胞不就是具有無限增殖潛力的細胞嗎,那么AKG在癌細胞上又會有怎樣的作用呢?
你說巧不巧,這篇論文也總結了AKG在抗癌中的作用。
抗癌就是要想方設法殺死癌細胞。由于癌細胞需要不斷增殖,所以它們的能量代謝過程和正常細胞的有氧氧化不同。前者通過更加快速的無氧糖酵解過程產生能量增殖、轉移。
科學家們研究了不同種類的癌細胞,首先是危害女性健康的乳腺癌。在人類乳腺癌細胞系中的實驗發現,AKG介導葡萄糖代謝從糖酵解到氧化磷酸化的動態轉換,控制癌細胞轉移。
其次,腺癌細胞系也是科學家們重點關注的。目前發病率、致死率最高的肺癌,多數歸屬于腺癌細胞系。
在人類腺癌細胞系中,二甲基-AKG(dm-AKG)與呼吸鏈復合物Ⅰ抑制劑BAY87-2243(B87)結合,通過轉錄重編程關閉糖酵解,殺死癌細胞。(B87單獨使用不起作用)
值得注意的是,與前兩個相反,在人腦腫瘤標本中,AKG通過直接結合 IKKβ 激活 NF-κB 通路,促進葡萄糖攝取和腫瘤細胞存活,從而加速膠質母細胞瘤生長。
讀到這相信大家也發現了,AKG對于不同的腫瘤有不同的影響,還需要進一步的研究證實它在癌癥干預方面的具體效用。
在此特別提醒大家,腫瘤患者及腫瘤恢復期人群要慎重使用AKG。
不過目前較為確定的是,AKG能通過調節腸道菌群改善腸道健康,并干預阿爾茲海默病等認知障礙;還能間接生成抑制性神經遞質γ-氨基丁酸,有助于長時程增強和記憶力;順便又能增加骨密度……似乎對老年朋友很友好!
更妙的是,AKG還可以作為調節因子干預糖尿病等代謝紊亂疾病。
大名鼎鼎的雷帕霉素雖然有抗衰作用,但有一定概率引起糖尿病樣癥狀(稱為良性假糖尿病)和胰島素抵抗,而AKG可在葡萄糖穩態中發揮有效作用,改善高血糖癥。
此外,AKG是人體內本來存在的物質,安全性上更有保障;并且易溶于水,能夠被人體完全吸收。不過其在服用劑量上也有要求,過高的服用劑量可能導致頭暈、惡心、嘔吐等嚴重不良反應,而針對不同性別的適用劑量也需要進一步深入探討。
順便說一句,AKG吃起來真的很酸,所以最好以腸溶膠囊的形式攝入,減少對胃的刺激。