神戶大學(xué)（Kobe University）的一組研究人員透露，在暴露于衰老壓力的細胞中添加維生素 B2 會增加線粒體產(chǎn)生能量的能力并防止細胞衰老。研究團隊包括生物信號研究中心的  Kamada Shinji  教授和研究助理  Nagano Taiki 等。

神戶大學(xué)12月13日消息

先前已有研究表明，體內(nèi)老化（即衰老）細胞的積累會導(dǎo)致與年齡相關(guān)的疾病和全身衰老。因此，使用含有維生素 B2 的補充劑和藥物來抑制細胞衰老，有可能預(yù)防和改善與年齡相關(guān)的疾病并延長人們的健康壽命。

這些研究成果發(fā)表在《細胞分子生物學(xué)》（Molecular Biology of the Cell）雜志上。該國際學(xué)術(shù)期刊由美國細胞生物學(xué)學(xué)會出版，全球有超過7，500名分子生物學(xué)研究人員為會員。

研究于2021年11月1日發(fā)表在《Molecular Biology of the Cell》（最新影響因子：4．138）雜志上

要點

身體的老化是由老化細胞的積累引起的。小鼠實驗表明，可以通過抑制這種積累來預(yù)防或治療與年齡相關(guān)的疾病。

該研究小組發(fā)現(xiàn)了一種抗衰老現(xiàn)象，即細胞吸收維生素 B2 的能力因壓力而增加。

維生素 B2 通過激活產(chǎn)生能量的線粒體來抑制細胞衰老。

對維生素 B2 與抑制衰老之間的關(guān)系進行更詳細的研究，可能會導(dǎo)致制定簡單且安全的年齡相關(guān)疾病治療計劃，包括飲食計劃和補充劑。

研究背景

日本是一個超老齡化社會，因此，老齡化研究對于解決隨之而來的醫(yī)療和福利問題以及幫助人們更健康地生活變得越來越重要。身體老化的過程尚不完全清楚，但構(gòu)成身體的細胞的老化已被證明是一個因素。隨著細胞分裂周期不斷重復(fù)，每條染色體末端的端粒區(qū)域變短，最終導(dǎo)致細胞衰老，即細胞失去分裂能力。

后來的研究表明，端粒區(qū)域的減少并不是唯一涉及的因素，各種類型的壓力（如 DNA 損傷和活性氧爆發(fā)）也會引發(fā)細胞衰老。人們認為，這種壓力暴露導(dǎo)致的老化細胞隨著年齡的增長而在體內(nèi)積聚。

十多年的衰老研究表明，衰老細胞具有導(dǎo)致身體每個器官功能衰退的有害能力。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過防止衰老細胞的積累，可以預(yù)防或改善隨著人們變老而更頻繁發(fā)生的與年齡相關(guān)的疾病，例如癌癥、心血管疾病、阿爾茨海默病和糖尿病。全世界都在激烈競爭以開發(fā)通過防止這種積累來延長人們健康壽命的藥物，但是由于副作用等各種問題，這種藥物尚未上市。

另一方面，維生素是保持人體正常運作所必需的微量營養(yǎng)素。由于人體無法合成維生素，因此必須從食物和飲品中吸收。維生素 B2（也稱為核黃素）廣泛存在于肉類、蛋類和乳制品等食物中，是能量生成和代謝的重要維生素。缺乏會導(dǎo)致口腔腫脹和貧血等癥狀。另一方面，過量攝入維生素 B2 沒有負面影響，因為它很快就會被身體排出體外。盡管維生素 B2 是維持健康的必需營養(yǎng)素，但尚未對其與衰老的關(guān)系進行研究。該研究小組開始研究維生素 B2 對衰老的影響，希望如果日常維生素可以抑制細胞衰老，這將有助于提供低成本和安全的抗衰老藥物。

研究方法

研究小組發(fā)現(xiàn)了通過增加產(chǎn)生的SLC52A1的量，就能抵抗細胞衰老的現(xiàn)象。SLC52A1是負責(zé)將維生素B2運送到細胞的蛋白質(zhì)（維生素B2轉(zhuǎn)運體）。當SLC52A1的產(chǎn)量增加時，即使在應(yīng)激條件下（用藥物處理人類細胞以損傷DNA并誘導(dǎo)衰老），細胞衰老也不會立即發(fā)生。在此基礎(chǔ)上，研究人員進行了一項實驗，他們將細胞暴露在應(yīng)激環(huán)境中，然后增加培養(yǎng)液中維生素B2的含量。他們發(fā)現(xiàn)，抵抗衰老的能力隨著溶液中維生素B2的含量而增加。在細胞內(nèi)，維生素B2被轉(zhuǎn)化為一種叫做黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的物質(zhì)，這是一種輔酶，能促進生物活動（如能量產(chǎn)生）所必需的化學(xué)反應(yīng)。事實上，暴露在應(yīng)激條件下的細胞中FAD的數(shù)量增加，導(dǎo)致原本被運輸?shù)郊毎�中轉(zhuǎn)化為FAD的維生素B2，從而抑制衰老。

接下來，研究小組將重點放在線粒體上，探究FAD抑制細胞衰老的機制。已知線粒體功能下降導(dǎo)致細胞衰老，F(xiàn)AD作為呼吸鏈復(fù)合體II輔酶，在線粒體能量生產(chǎn)中起重要作用。當研究人員調(diào)查線粒體的反應(yīng)時，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，在受到壓力的細胞中，線粒體活動暫時增加，隨后活動下降導(dǎo)致衰老。此外，通過增加培養(yǎng)液中維生素B2的含量，研究人員能夠保持高水平的應(yīng)激介導(dǎo)的線粒體活動，這也允許保持高水平的抗衰老。

最后，研究人員試圖闡明線粒體活動和抗衰老之間的聯(lián)系。為此，他們研究了AMPK酶的活性，該酶能檢測細胞內(nèi)的能量不足，并發(fā)現(xiàn)AMPK的活性被線粒體活性抑制。相反，用藥物抑制線粒體活性會導(dǎo)致AMPK被激活，并向p53（誘導(dǎo)細胞衰老）蛋白發(fā)送信號來阻止細胞分裂，從而導(dǎo)致衰老狀態(tài)。以上結(jié)果表明，維生素B2通過抑制AMPK和p53的功能，增加應(yīng)激細胞的線粒體活性，防止衰老。

處于壓力下的細胞會產(chǎn)生 SLC52A1 并增加它們對細胞外維生素 B2 的吸收。一旦進入細胞，維生素 B2 就會轉(zhuǎn)化為 FAD，并通過成為線粒體呼吸鏈復(fù)合體 II 的輔酶來增加線粒體能量的產(chǎn)生。因此，AMPK 和 p53（誘導(dǎo)細胞衰老）失活，因此壓力介導(dǎo)的細胞衰老受到抑制

進一步研究

維生素B2很容易從食物和補充劑中吸收，如果攝入過多，就會迅速排出體外。因此，我們希望利用本研究揭示的維生素B2的細胞抗衰老特性，開發(fā)出針對年齡相關(guān)疾病的簡單而安全的治療方法。接下來，研究小組將通過動物實驗驗證維生素B2的抗衰老作用，最終開發(fā)出藥物。

參考文獻

Source：Kobe University

A newly discovered anti－senescence function of Vitamin B2

Reference：

Nagano T， Awai Y， Kuwaba S， Osumi T， Mio K， Iwasaki T， Kamada S． Riboflavin transporter SLC52A1， a target of p53， suppresses cellular senescence by activating mitochondrial complex II． Mol Biol Cell． 2021 Nov 1；32（21）：br10． doi： 10．1091／mbc．E21－05－0262． Epub 2021 Sep 15． PMID： 34524871．