鐵,是生命的雙刃劍。少了它,細胞缺氧貧血;多了它,就是催命毒素。2026年1月,Cell Metabolism發表王福俤和王卓教授等合作發表題為Ferroplasticity drives social isolation-induced anxiety via a ventral hippocampal iron-α-synuclein axis的論文。該研究首次提出鐵可塑性(Ferroplasticity)的新概念,并揭示孤獨通過增加腦組織鐵的累積,從而導致焦慮。
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無獨有偶!2026年3月,中科院動物研究所劉光慧研究員、曲靜研究員,聯合中科院北京基因組研究所張維綺研究員等,在Cell Metabolism上發表題為Vitamin C inhibits ACSL4 to alleviate ferro-aging in primates的論文。該研究不僅提出鐵衰老(Ferro-aging)的新概念,還驚人地發現,維生素C是關鍵蛋白ACSL4的抑制劑,可在靈長類動物身上實現全身性返老還童!
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衰老的本質是什么?傳統認為是氧化應激,但具體誰在驅動?劉光慧團隊給出精準答案。細胞層面,在不同人源細胞衰老模型(復制性衰老、HGPS早衰癥、Werner綜合征)中,研究人員觀察到二價鐵的異常積累,而且將多不飽和脂肪酸(PUFA)轉化為易氧化形式的ACSL4蛋白表達顯著上調。這與鐵死亡研究的思路高度重合,但在衰老細胞中,這種狀態不是急性死亡,而是一種慢性生銹。
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組織與個體層面, 在人類和食蟹猴的多種組織(肝、肺、心、肌肉)中,隨著年齡增長,鐵沉積(普魯士藍染色加深)與ACSL4、脂質過氧化產物(4-HNE,MDA)呈正相關,并構建鐵衰老評分(Ferro-aging Score),發現代謝活躍的組織(肝、肌)評分最高,說明鐵驅動的脂質過氧化是程序化衰老的核心特征。
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團隊利用CRISPR-Cas9特異性敲低老年小鼠肝臟中的Acsl4。結果發現,不僅肝臟好了,小鼠的認知能力(Y迷宮)、運動協調性(平衡木)全面提升。這驗證了外周器官干預帶來系統性獲益的理論。肝臟作為鐵代謝中樞,其ACSL4的下調能改善全身衰老表型。
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轉化上,研究人員通過生物素化維生素C(VC-Biotin)pull-down實驗,結合質譜分析,直接釣出ACSL4。競爭實驗證明,游離維生素C能阻斷這種結合。分子對接和動力學模擬顯示,維生素C結合在ACSL4催化活性中心口袋(涉及Thr278, Ser279, Thr469殘基)。當這三個位點突變后,維生素C就結合不上去了,且酶活性喪失。維生素C處理后,ACSL4的底物(花生四烯酰-CoA等)及其下游的過氧化磷脂顯著減少,效果與敲低ACSL4一致。
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相比對照組,維生素C處理組的猴子全身多個組織的鐵衰老標志物(ACSL4, 4-HNE)顯著降低。心臟炎癥少了,肺部纖維化輕了,大腦里的β-淀粉樣蛋白(Aβ)也減少了。 團隊使用表觀遺傳鐘、轉錄組鐘和代謝鐘,發現維生素C干預后,猴子的大腦、肌肉、皮膚等組織的生物學年齡平均年輕4-6歲!MRI顯示,VC組猴子的大腦皮層表面積萎縮被逆轉,結構連接性恢復。
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因此,衰老,某種程度上是身體在慢慢生銹。 而這個過程是由鐵過載觸發、ACSL4驅動、脂質過氧化介導的。幸運的是,大自然準備了除銹劑,維生素C。通過精準調控鐵代謝,通過抑制ACSL4,人類延緩衰老、健康長壽的夢想,正在一步步變為現實。
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鐵死亡,鐵可塑性,鐵衰老……關于鐵的故事,這些或許只是開始。
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