這種新酵素可以讓身體組織的時鐘倒轉嗎？

導致烤餡餅變成棕色的化學過程也會使您體內的細胞老化。幾十年來，當糖與血液中的蛋白質和脂肪相互作用時，您的組織在 98.6 度的高溫下不斷烘烤，會慢慢累積稱為晚期糖化終產物 (AGE) 的化合物。 AGEs 的累積是老化過程的一個標誌，它會導致膠原蛋白等組織變得黏稠和僵硬，並引起炎症，從而導致心臟病、眼睛損傷、腎臟疾病和糖尿病。

研究人員曾嘗試開發可以阻止 AGE 形成的藥物，但沒有成功。但 7 月 16 日發表在《自然通訊》雜誌上的一項新研究描述了一種不同的策略：科學家們創造了一種酶，可以清除人體組織中最常見的 AGE，即使老化化合物已經在體內定居，也能幫助時光倒流。這種清潔可以幫助修復組織，並有可能讓細胞變得更年輕。

「這是朝著這個更廣泛的方向邁出的一小步，因為衰老非常複雜，」開發這種新酶的 Revel Pharmaceuticals 創始人兼首席執行官、該研究的主要作者亞倫·克雷文斯 (Aaron Cravens) 說。 “我認為這是該領域的任何人第一次在結構層面上表明，你實際上可以扭轉其中一些變化。”

許多針對老化方面的治療方法都集中在細胞上，這些細胞逐漸喪失正常修復和分裂的能力。人們很少關注壽命較長的組織結構的老化，例如半衰期約為 15 年的膠原蛋白。

幾十年來，科學家已經了解高級糖化終產物及其在老化中的作用。 「它在鐵鏽等組織蛋白上積累，」退休生物化學家約翰·貝恩斯 (John Baynes) 說，他沒有參與這項研究，但在南卡羅來納大學弗洛伊德醫學院從事 AGE 的研究。

但他表示，研究人員試圖研發藥物來抑制產生 AGE 的化學反應，但「沒有成功」。

貝恩斯博士補充說，這項新發現是「現代生化和分子生物學技術的傑作」。 “證明這該死的東西可以與從真實組織中分離出來的真實蛋白質一起發揮作用，這真是一項出色的工作。”

克雷文斯博士和他的同事的研究始於一個假設：由於所有人體組織在死後都可以在生物圈中循環利用，因此必須有一種自然的方法來溶解這些化合物，即使它們極其持久。為了確定這個過程，他們觀察了微生物內部的酶，即分解劑。

該團隊使用人工智慧軟體分析了 50,000 多種微生物的 DNA 序列，並計算了每個遺傳密碼將創建的酶結構。然後，他們將結果縮小到幾個似乎能夠從人體組織中裂解 AGE 的候選物。

他們最終找到了一個，然後將其設計得更有效地完成任務。經過幾個循環的引導演化後，這種稱為 CMLase 的新酵素非常擅長從人體組織樣本中移除 AGE。

「在最極端的情況下，我們採用 70 歲的人類皮膚，將其水平調整到 30 歲的人的水平，」克雷文斯博士說。

研究人員計劃開始測試他們的酵素用於治療眼部疾病，包括幾種與糖尿病相關的疾病，這些疾病是由於 AGE 在視網膜和晶狀體組織中積聚而產生的。 Cravens 博士說，從理論上講，CMLase 可以定期使用，甚至只使用一次，以消除這些病症背後的發炎積聚。

「我對這篇論文感到非常興奮，」未參與這項研究的史丹佛大學生物工程師 Michael C. Jewett 說。 “它還不是臨床解決方案，但這一概念驗證為可能的新長壽治療解決方案打開了大門。”

如果該方法在臨床環境中發揮作用，則有可能應用於許多與 AGE 相關的疾病，例如改善皮膚膠原蛋白彈性或恢復腎臟或心血管功能。

「這項研究是如何設計酵素的大師班，」朱伊特博士說。 “我認為這類蛋白質在解決多種人類疾病方面具有巨大的未開發潛力。”