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补充亚精胺,或延长女性生育寿命

发表时间:2023-11-01 14:05

在过去的50 年里,随着避孕措施的普及、受教 育程度的提高以 及社会变 革等复杂因素,人类生育 率下降了50 %,女性平均 生育年龄也在不断延后。 而平均生育年龄的增长可能导致严重后果,女性在衰老过程中,生殖能力会不断下降,甚至不孕不育。与此同时,再加上全球男性精子数量和质量的持续下降,这种双重难题可能会给人类生育带来巨大负担。 2023年10月16日,南京农业大学熊波教授团队(张玉为论文第一作者)在 Nature Aging 期刊发表了题为:Polyamine metabolite spermidine rejuvenates oocyte quality by enhancing mitophagy during female reproductive aging 的研究论文 【1】 。 该研究表明,在生殖衰老过程中,多胺代谢物亚精胺的水平在卵巢中下降,其中还伴随着卵母细胞质量下降和卵巢衰老的其他迹象。 熊波 教授团队的这项研究证明,补充亚精胺,能够通过增强线粒体自噬来恢复老龄雌性小鼠的卵母细胞质量和生育力。这一研究成果将促进对哺乳动物和人类生育寿命的治疗性研究。37941697584212967

熊波 ,2002年本科毕业于南昌大学, 2005年硕士毕业于暨南大学,2008年博士毕业于中国科学院动物所,此后在美国Stowers医学研究所和美国国立卫生研究院开展博士后研究工作。2014年2月至今在南京农业大学动物科技学院任教。熊波实验室长期从事哺乳动物卵子质量控制的分子机理研究,为解析卵子质量低下引起人类生育力和家畜繁殖力下降提供了重要理论依据。

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熊波教授


衰老 是一种自然过程,随着年龄的增长,人的各项身体机能会不断衰弱,具体表现为肌肉衰退、记忆力变差、认知能力减弱以及生育能力下降。值得一提的是,随着抗衰老研究的不断推进,烟酰胺、二甲双胍以及亚精胺等化合物均被证实可以延缓生物衰老进程。 亚精胺 是一种广泛存在于生物体内的多胺代谢物,最早在精液中发现,这也是其名字的来源。当然,亚精胺并非只存在于精液中,它也存在于人体其他组织,例如卵巢。近年来,越来越多的研究表明,亚精胺具有神奇且强大的抗衰老功效,并且可能改善年龄相关性卵巢功能下降和生育力受损。然而,亚精胺对老龄雌性动物的生殖系统的影响及其具体机制一直没有得到详细研究。 熊波 教授告诉《生物世界》:我们通过代谢组学研究发现,老龄小鼠 (约54周龄,雌性小鼠的生育终点) 卵巢中的亚精胺水平 较年轻小鼠 (7周龄,雌性小鼠的性成熟起点) 显著下降,这种下降还伴随着卵母细胞质量下降和卵巢衰老的其他迹象。因此提出了假设—— 亚精胺含量不足是否是老龄小鼠卵母细胞质量下降的重要原因之一?补充亚精胺是否能改善老龄小鼠卵母细胞质量和生殖力?

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老龄小鼠卵巢的代谢组学分析,其卵巢中亚精胺水平下降 为了探究亚精胺水平与雌性小鼠生育能力之间的因果关系,研究团队通过腹腔注射为老龄小鼠补充亚精胺。他们发现,补充亚精胺的老龄小鼠显示出卵泡数量和质量的改善,特别是腔前卵泡和有腔卵泡,这在人类中是卵巢储备情况的主要诊断预估指标。实际上,即使只是通过饮用水补充 亚精胺,仍然可以逆转卵母细胞的衰老迹象。 提高亚精胺水平,促进了雌性老龄小鼠的卵泡发育和卵母细胞成熟,还能提高体外受精能力和早期胚胎发育潜能。更引人注目的是,给老龄雌性小鼠补充亚精胺使它们的产仔数几乎增加了一倍。89901697584213400

补充亚精胺对老龄小鼠卵母细胞受精能力和胚胎发育潜力的影响 此外,研究团队还在 实验室培养的老龄猪卵母细胞中观察到了亚精胺的类似效果,这表明亚精胺的作用机制可能在不同物种之间是一致的。熊波教授表示,虽然已经知道亚精胺具有抗衰老特性,但我们仍然对其在卵母细胞上的显著的效果感到惊讶。 熊波 教授团队还进一步探究了这种现象的具体分子机制。他们观察到老龄卵母细胞中自噬(Autophagy)的减少,特别是线粒体自噬,而补充亚精胺似乎重建了衰老卵母细胞的线粒体自噬,也改善了线粒体质量,这是通过观察到线粒体膜电位的提高来推断的。此外,药理抑制线粒体自噬可有效阻止补充亚精胺带来的有益作用,进一步佐证了上述观点。30731697584213815

补充亚精胺对老龄小鼠卵母细胞线粒体吞噬活性的影响 值得一提的是, 2020年8月4日, 熊波 教授团队在   Cell Reports 期刊发表研究论文 【2】 ,阐明了NAD+的前体代谢物NMN通过恢复老龄动物卵母细胞中NAD+水平、改善线粒体功能,增强了卵子减数分裂成熟率、受精能力以及受精后的胚胎发育潜能,最终提高动物产仔数的机理。 熊波 教授表示,NMN和亚精胺都是通过靶向线粒体来恢复老龄动物的生殖力,但具体作用机制不一样,目前还不清楚这 两种物质是否具有叠加效应,这也是将来进一步研究的一个方向。 总而言之,这项发表在 Nature Aging 期刊的论文表明,亚精胺对于老龄雌性小鼠维持正常生育能力至关重要,补充亚精胺水平可以恢复衰老卵母细胞的线粒体自噬,改善年龄相关性卵巢功能下降和生育力受损。 这一研究结果为延长女性生育寿命开辟了新道路,为人类迫在眉睫的生育问题提供了一种解决方案。

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研究模式图:亚精胺水平的下降是与年龄相关的生殖力丧失的一个关键因素 熊波教授指出,在小鼠研究中发现,亚精胺的浓度非常重要,过多的亚精胺反而会损害卵子质量,少了多了都不行。因此, 将亚精胺用于延长人类生育寿命前还需要探索 补充的最佳剂量和时长,以进一步确定安全性和有效性。团队下一步将在实验室中测试亚精胺在人类卵母细胞上增强生育能力的潜力。 目前,一些补充亚精胺的人体临床试验正在进行中,包括治疗高血压(NCT04405388)、抑郁症 (NCT04823806) 、免疫系统老化(NCT05421546)和口腔黏膜炎(NCT05926557)。随着越来越多的人寻求医疗辅助以实现受孕,探索补充亚精胺潜力的临床试验似乎是合理的。







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