一种新的药物候选物已被证明可以缓解亨廷顿病的症状并延长寿命——至少在动物研究中如此。有证据表明这些结果可能也适用于人类。
细胞分裂素在生物学中长期以来被认为是仅限于植物王国的调节因子,它们控制着生长和对压力的反应等。直到现在,关于这些物质是否也可能在人类有机体中发挥重要作用的研究还很少。然而,符尔茨堡大学生物中心的一个研究团队现已证明,细胞分裂素分布在多种哺乳动物器官中,因此也存在于人体内。
该团队在《肠道微生物》杂志上发表了他们的发现。这项研究由生物化学家PD Dr. Eman M. Othman-Sholkamy和生物信息学家Thomas Dandekar教授领导。
该团队在从食肉动物到杂食动物的五种不同物种中证明,细胞分裂素是哺乳动物生理的组成部分。此外,科学家们还能够证明这些信号分子并不局限于特定位置,而是通过血液在全身分布。
然而,植物和哺乳动物之间的细胞分裂素浓度存在显著差异:在植物中,浓度大约比动物或人类血清高四到十倍。尽管如此,这些分子不太可能仅仅是副产品。研究结果表明,它们可能在肌肉生长、细胞衰老过程或神经细胞保护等方面发挥重要作用。
饮食和肠道细菌的作用
为了确定细胞分裂素的来源,科学家们进行了受控喂养实验,随后详细检查了动物的微生物组。微生物组:这一术语描述了定植在体内的所有微生物,如细菌、病毒和真菌的总和。为了理解遗传基础,他们分析了来自全球微生物基因目录的23亿个基因序列的海量数据集。主要发现如下:
- 饮食的影响:小鼠禁食八小时后,其血清和尿液中的细胞分裂素水平显著下降。这表明日常饮食摄入是细胞分裂素池的主要来源。
- 肠道微生物群的重要性:在所谓的"无菌"小鼠(缺乏自然微生物组)中检测到这些信号分子的水平显著降低。然而,宏基因组分析确定了各种细菌菌株中参与细胞分裂素产生的特定基因。
- 内源性细胞分裂素生产者:人体自身的TRIT1基因可能扮演特殊角色。该基因与特定类型细胞分裂素的合成相关。它的存在表明哺乳动物不仅依赖外部来源,还拥有产生少量这些化合物所需的遗传机制。
- 非活性激素储存:在生化分析过程中,研究人员发现了所谓的细胞分裂素O-葡萄糖苷。这种化合物在体内作为激素的非活性储存形式发挥作用,可根据需要转化为其活性形式。
细胞分裂素的分布绝不仅限于血液。研究人员在肾脏、心脏和肝脏中检测到这些物质。据他们称,这些重要器官中的广泛存在突显了它们潜在的生物学相关性。"如果这些物质在周围组织中系统储存,其广泛存在表明它们可能影响细胞衰老或免疫反应等基本过程,"第一作者Eman M. Othman-Sholkamy表示。因此,这些发现可能对理解如何维持长期健康具有重要意义。
健康研究的新途径
"这些植物激素在人体内的存在可能为医学开辟新途径,"Thomas Dandekar补充道。因此,未来的研究应澄清细胞分裂素在炎症或亨廷顿病等神经退行性疾病中的治疗用途程度。
Eman M. Othman-Sholkamy、Muhammed Naseem和Thomas Dandekar是最早对细胞分裂素在感染中的作用(Naseem等,2012年)、跨王国通讯(Naseem等,2015年)以及它们在人类、哺乳动物和氧化还原应激保护中的存在(Othman-Sholkamy等,2016年)进行研究的团队之一。
三位作者共同发表了二十项关于这一主题的科学研究。与本研究同时,他们还在《肠道微生物》上发表了一篇综述文章。在文章中,他们全面概述了细胞分裂素和人类微生物组作为对代谢、免疫系统和药物功效有重大影响的不可或缺的生物伙伴。
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