如果在降糖藥里挑一位「資歷老」「戰績穩」的代表,二甲雙胍大概毫無懸念地穩坐C位。但近些年,越來越多的研究逐漸發現了這位老將的「隱藏身份」。作為抗衰、抗癌界的「明星」,它的存在感反而越來越強。
此前,來自中科院的研究團隊發表於Cell的一項研究[1]用長達40個月的時間,系統評估了48隻食蟹猴的衰老狀態。結果發現,長期服用二甲雙胍的食蟹猴,在「衰老時鐘」上的生物學年齡竟然年輕了6.41歲,若換算成人類,相當於一次性「減齡」近20年。
並且,這種「青春重啟」甚至一路殺進了大腦,神經功能得到保護,認知衰退被明顯延緩,大腦的生物學年齡也悄悄倒退了約6年。
此時,很多人或許會問:二甲雙胍憑什麼?它到底是給細胞灌了什麼「返老還童湯」,才能一邊穩住血糖,一邊順手把衰老往回拉?
二甲雙胍能掐斷衰老的「炎症火源」
近日,來自來自哈佛大學等機構的研究團隊發表於Nature Aging的一項研究[2]給出了一個分子層面的解釋:二甲雙胍通過激活細胞內的能量感應器AMPK,啟動一套「內部清場」機制,促使ESCRT-III複合物中的關鍵蛋白ALIX被降解。結果,衰老細胞中那些本應老老實實待在細胞核里的染色質碎片,無法再通過核外出進入細胞質。少了這些「流竄」的DNA碎片,cGAS-STING這條專門負責點燃慢性炎症的通路,也就被從源頭抑制了。
細胞一旦步入衰老,它的內部會變得像一間年久失修的老屋,堆滿了不該有的「垃圾」,清理系統卻逐漸失靈。其中一類格外「扎眼」的垃圾,正是來自細胞核的染色質碎片。這些碎片本該被妥善處理,一旦流落到細胞質中,就會被細胞當作「異常入侵者」,迅速拉響炎症警報,推動衰老相關分泌表型(SASP)的出現。
然而,這些核內的「大塊頭」垃圾,究竟是如何突破核膜這道「城牆」,從細胞核被扔進細胞質的?因為,它們的尺寸遠遠超過核孔所能容納的極限,顯然不可能走「正規通道」。
研究人員很快想到了皰疹病毒。這類病毒在完成核內複製後,也面臨着「個頭太大、核孔走不了」的難題。它們通常藉助宿主細胞的內體分選所需轉運複合體III(ESCRT-III複合體),在核膜上完成膜剪切,從而成功「破壁而出」。
於是,他們大膽推測,衰老細胞會不會也在借用這條原本服務於病毒的「秘密通道」,把染色質碎片送出細胞核?
為了驗證這一點,研究人員利用CRISPR基因編輯技術,分別敲除了ESCRT-III中負責執行膜剪切的CHMP4B,以及調控ESCRT-III活性的ALIX。結果,在正常衰老細胞中,染色質碎片能夠順利出現在細胞質;而在缺失CHMP4B或ALIX的細胞里,這些「核內垃圾」卻被堵在門口,大量堆積在核膜處,形成一個個鼓包狀結構,遲遲出不去。
堵住「垃圾出口」後,一場本該響徹細胞的炎症警報被「靜音」了。具體而言,細胞質中的環狀GMP-AMP合成酶(cGAS),本應識別這些染色質碎片並迅速集結激活,但在敲除細胞中,它找不到目標,難以形成典型的激活斑點。
下游負責傳遞信號的干擾素基因刺激因子STING也無法正常激活,最終連NF-κB這一炎症「總指揮」都被困在細胞質中,進不了細胞核下達「生產炎症因子」的命令。
也就是說,堵住這條由ESCRT-III介導的「出核通道」,細胞依然會衰老,但那場擾動周圍環境的炎症風暴,可能不會發生了。

但即便知道了「垃圾運輸通道」的存在似乎還遠遠不夠,到底怎樣才能讓抑制衰老相關慢性炎症更有「實操性」呢?
研究人員又靈機一動,他們聯想到限制熱量、減少糖分攝入,是延緩衰老的經典策略。他們發現,在眾多營養限制方式中,唯獨限制葡萄糖,能顯著降低關鍵蛋白ALIX的水平。無論細胞是否衰老,只要葡萄糖不夠,ALIX就會「消極怠工」,染色質碎片這堆「垃圾」也無法被順利釋放到細胞質中。葡萄糖越低,細胞質里的染色質碎片就越少。同時,那些驅動慢性炎症的SASP因子也顯著減少。
但細胞是如何察覺「糖不夠了」,並把這個信息準確無誤地傳遞給ALIX的?
當然,這就涉及到細胞內核心的能量傳感器——AMPK了。AMPK在低糖狀態下迅速被激活。研究者通過敲除AMPK發現,一旦失去這個能量感知中樞,低糖環境就再也無法降低ALIX的蛋白水平。
這自然而然讓研究人員想到了二甲雙胍。作為經典的AMPK激活劑,二甲雙胍在正常生理糖濃度下,就能顯著降低ALIX的蛋白水平。
不過,紙上得來終覺淺,還是要看體內實驗。隨後,研究者在年齡超過2歲的自然衰老的小鼠飲水中加入二甲雙胍,持續3周。他們在這些小鼠的衰老腸道中觀察到了與細胞實驗高度一致的變化:能量感知器AMPK被激活,關鍵轉運因子ALIX被壓低,那條原本在衰老細胞中悄悄「漏火」的染色質碎片外逃通道被有效堵住。隨之而來的,是細胞質中染色質碎片的明顯減少,cGAS–STING信號減弱,NF-κB被擋在了細胞核外。
並且,二甲雙胍並沒有「一刀切」地壓制免疫反應。它既不會干擾細胞對急性外源DNA(例如病毒感染)的應答,也幾乎不影響線粒體DNA的釋放。這說明,它並不是在簡單「滅火」,而是精準地攔截了衰老細胞自己製造的炎症源頭。
ATP和乳酸合作「點燃」PI3K/AKT信號
二甲雙胍聯合給癌症「踩剎車」
不僅如此,二甲雙胍甚至還在抗癌界「出圈」了。此前,來自中國醫學科學院團隊發表於Signal Transduction and Targeted Therapy的一項研究[3]可謂是大秀二甲雙胍抗癌「神功」。
眾所周知,在腫瘤細胞眼裏,能量幾乎就是「命根子」。而二甲雙胍下手的第一步,正是盯准了這一點。研究團隊發現,它能夠抑制糖酵解這一關鍵供能通路,削減癌細胞體內ATP的供應。能量一旦吃緊,許多依賴ATP持續驅動的致癌信號也就難以為繼,其中就包括PI3K/AKT這條促增殖通路,原本高速運轉的「生長引擎」被迫踩下了剎車。
但二甲雙胍並不滿足於單點打擊。當它與能夠破壞乳酸穩態的藥物syrosingopine聯手時,攻擊路徑被進一步放大。一邊是能量供給被掐斷,一邊是代謝廢物的平衡被打亂,兩條壓力同時疊加,相當於從前後兩端「夾擊」癌細胞。
結果,胃癌細胞的惡性特性被明顯削弱,腫瘤生長也隨之受到抑制。
可以說,二甲雙胍「本職」是穩血糖,「副業」卻拓展到了抗衰老、抑腫瘤等多個領域。未來,這位低調的「六邊形戰士」還會在哪些意想不到的戰場上施展身手?
註:研究主要基於體外實驗,在人類中的普適性仍需進一步驗證,且未深入探究STING激活及與NF-κB結合的具體機制。















