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2023年1月5日

韋妙宜教授 家庭護理

α-酮戊二酸(AKG) 作為可減緩生物衰老的補充劑

我很多年前在加拿大多倫多大學攻讀博士學位時,指導教授引用最多的論文是用於哺乳動物細胞培養的培養液配方(α-MEM,最低必需培養液),部門每個人都使用他設計的培養液。

我當時的一項研究項目還涉及使用一種特別培養液,它與一種抗癌藥物一起使用,用於一些特殊白血病患者。

因為我是唯一一個做那個項目的人,這意味着我必須混合自己的培養液和作為唯一用那培養液的使用者,這有時代表我會把培養液儲存得更長時間以方便使用。指導教授給了我一個好建議︰為了確保細胞健康,我們需要添加額外的谷氨酰胺,因為它是一種必需氨基酸,而且不太穩定,所以我對這氨基酸留下了深刻的印象。

這些年來,這種特殊的氨基酸一直在我腦海裏。

最近這種氨基酸也受到關注,因為有報道稱COVID-19患者(重度和輕度)的谷氨酰胺水平降低,而且這種變化與感染新冠病毒嚴重程度有關。降低的水平跟新冠病人的乳酸脫氫酶(LDH)、C反應蛋白(CRP)和PO2呈負相關水平,並且與PCO2呈正相關;這些標誌物與COVID-19患者的肺損傷和氧穩態改變有關。

具治療心力衰竭潛力

谷氨酰胺可以通過谷氨酸從α-酮戊二酸(AKG)合成,AKG是檸檬酸循環或克雷布循環的關鍵代謝物之一,該途徑是所有中學生物課程學習的基本生物化學主題。AKG是一種具有多種功能的代謝物,它作為訊號分子,以及表觀遺傳過程的調節劑和通過蛋白質結合的細胞訊號轉導。AKG不僅影響谷氨酰胺的合成,也是中樞代謝物重要的一員,亦是衰老的關鍵介質之一。

AKG隨着小鼠年齡的增長而下降,在某個年齡階段,AKG的血液含量會下降10倍,並在急性運動和阻力運動後升高,還可延長衰老小鼠的壽命並降低發病率。最近對蠕蟲和果蠅的研究也支持這一概念。一家使用AKG和一些維生素配製補充劑的公司發表了一份報告,稱補充AKG七個月後,人類生理年齡可以減少8歲。小鼠心臟的作用已被證明可以在超負荷實驗中抑制心臟損傷,並減少有害的活性氧的形成,因此具有治療心力衰竭之潛力。在高脂肪飲食挑戰後出現葡萄糖耐受不良的動物模型中,補充AKG顯示可增補AKG水平、減少體重的增加和改善葡萄糖耐受不良,同時伴隨更高的棕色脂肪功能,減輕因為吃高脂肪飲食引起肥胖的中年小鼠體重。

化學家設計了AKG的不同化學修飾形式,其中之一是二甲基酮戊二酸(DMKG),一種可滲透細胞的AKG,並被證明可以延遲Leigh綜合(由於一種遺傳基因突變)模型小鼠的神經系統症狀的發作(導致過早死亡)。這種修改後的AKG也用於改進豬卵母細胞的體外成熟過程,這被證明可以提高胚胎發育能力並減少線粒體損傷。

建議要有更多關注

最近,一份有關冠狀病毒的報告還強調,中央代謝途徑在COVID-19中起着至關重要的作用。另一項印度的研究報告說,在動物體內補充AKG可減少各種器官(包括用血栓形成誘導劑角叉菜膠處理之小鼠的肺)中的血凝塊形成和白細胞積聚。此外,感染SARS-CoV-2的倉鼠被證明補充AKG可以挽救發炎的肺部,同時減少白細胞積聚。

從迄今為止的動物研究和有限的人體研究來看,AKG似乎具有廣闊的治療潛力,包括抗衰老、傷後恢復等。特別是當冠狀病毒感染增加心肌梗塞和中風風險時,我們可能會想到採用AKG來降低這些風險。然而,AKG作為抗衰老補充劑的治療效果尚不明確;因此,為了更好地了解AKG的作用機制,我們建議開展更多關注AKG的研究。

撰文 : 韋妙宜教授_香港中文大學醫學院那打素護理學院教授

 

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