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苏州市科学技术局,寿命长一倍

时间:2019-05-25 11:13来源:资讯
对于许多物种而言,“节食”可以活得更久。但低热量摄入为何能够延长寿命,长久以来科学家没有找到明确答案。最近,位于德国科隆的马克斯-普朗克衰老生物学研究所(Max-Planck-

对于许多物种而言,“节食”可以活得更久。但低热量摄入为何能够延长寿命,长久以来科学家没有找到明确答案。最近,位于德国科隆的马克斯-普朗克衰老生物学研究所(Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns,K?ln)的专家们发现,线虫体内存在两种激素受体,影响着饮食和寿命的关系。 秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的生命周期不长,一般20天后就走向生命终点;个体结构简单,全身仅有约1000个细胞,其基因中许多与人类基因有相似的形式,因而成为现代发育生物学、遗传学、衰老与寿命研究的重要模式生物。马普所的专家小组希望通过研究秀丽隐杆线虫,找到激素影响老化的原因。 研究表明,当减少热量摄入时,只有激活NHR-62受体蛋白,才能在最大程度上延长机体寿命――激活后的NHR-62受体可帮助秀丽线虫延长约25%的生命长度。专家组组长Adam Antebi认为:“很明显,还存在一种未知的激素,通过NHR-62受体影响寿命。只要找到这种激素,甚至有可能不用降低热量摄入即可延长寿命。” “节食”对基因的活性也产生很大影响。当摄入的热量持续减少时,20000个线虫基因中约有3000个会改变活性,其中600个仅受NHR-62控制。此外,多个候选基因也对寿命有所影响。专家推测,激素受体的抗衰老作用很可能适用于人类。因为人体内有类似于NHR-62的激素受体,被称为HNF-4 alpha。 影响寿命的另一类激素受体是NHR-8。NHR-8是细胞核内的受体,负责机体内的胆固醇平衡。科学家通过实验发现,线虫如果缺少NHR-8,机体就无法从胆固醇中合成足够的类固醇激素,使幼虫到成虫的发育迟缓,在一个所谓的“青春期前”时段滞留很久,才能完全发育,与此同时,脂肪代谢也发生了改变,寿命也比其他同类缩短。由于人体内也存在类似于NHR-8的变体,专家推测胆固醇代谢也很可能影响着人的身体发育和寿命。

几个世纪以来,人们一直在寻找永葆青春的方法,但有希望的结果寥寥无几,极为苛刻的节食计划正是其中之一。最近,一项对秀丽隐杆线虫的研究解释了限制卡路里摄入的神奇之处,提示人们可能通过一条更简单的途径实现长寿。

来源:科技部

杜克大学的研究人员发现,限制秀丽隐杆线虫的进食会引发发育停滞:尽管线虫能继续蠕动、觅食,但它的细胞和器官会滞留在一个停止老化的静止状态。当食物供应量恢复后,线虫会正常发育,但寿命可以延长至正常情况下的两倍。这一结果于6月19日被发表在《PLOS Genetics》上。     

金莎娱乐场官方网站,“低养分的进食可能也会使我们的细胞通过和线虫一样的通路进入了静止状态。”杜克大学生物学副教授大卫·舍伍德(David R. Sherwood)说,“关键就在于找到一种能操纵这一过程的药理学手段,这样我们就能得到抗衰老的功效而不必承受节食的痛苦了。”

在过去的80年里,研究者们已经尝试使大量不同的模式生物节食。他们发现营养剥夺可以延长大鼠、小鼠、酵母、果蝇、蜘蛛、鱼、猴子以及蠕虫的寿命,寿命可能比它们自由进食时长30%到200%。

而在实验室之外的现实世界中,像秀丽隐杆线虫这样的生物可能会经历一阵子食物充足、一阵子闹饥荒的状况,这毫无疑问会影响它们的发育和寿命。舍伍德的同事,医学助理教授赖恩·鲍(Ryan Baugh)发现在无营养物环境下孵化秀丽隐杆线虫虫卵,会完全中断它们的发育。于是他请舍伍德深入探究,限制食物摄入到达饥饿水平时是否会给处于生活史其他阶段的线虫带来相同的影响。

金莎娱乐场官方网站 1秀丽隐杆线虫。绿色荧光标记的是肌肉细胞,红色荧光标记的是生殖细胞。在饥饿条件下,这些细胞的活动会停滞在一个发育节点,从而延缓衰老。图片来源:today.duke.edu

舍伍德和他的博士后搭档亚当·辛德勒(Adam Schindler)决定关注秀丽隐杆线虫幼虫发育的最后两个阶段。在被称作L3和L4的这两个阶段中,生殖孔等关键组织和器官仍在发育中。在这两个阶段里,线虫的生殖孔从3细胞的斑发育成稍大的22个细胞的球体。研究者发现当他们在L3和L4的不同时间点移走食物,生殖孔发育都会暂停——它会停留在3细胞或22细胞阶段,但不会是中间状态。

随着进一步研究,研究人员发现不仅仅是生殖孔,线虫中所有的组织和细胞都会停留在两个关键节点中的一个。这些节点像是生物发育这条洲际公路上的收费站一样,如果生物营养充足,发育会穿过这一阶段到达下一收费站。而如果没有足够的营养,它就会停留在这一收费站,直到获得足够完成整个余下路程的养分。

 “发育并不是一个连续不断、毫无停留的过程。”论文的第一作者辛德勒说,“生物需要掌控周围环境,并判断该环境是否能够承担自己的发育。如果不能,它们就会停下来;如果可以,才继续发育。这些节点似乎是为了让动物做出决定而存在的。这一决定意义重大,因为资源要么分配给发育,要么用于维持生存。”

研究发现秀丽隐杆线虫可以在饥饿状态存活至少两星期,一旦恢复食物供应仍可以正常发育。由于发育的进程在静止阶段是暂停的,而线虫的寿命一般也只有两周,因此饥饿相当于使线虫的生命翻了倍。研究者们现在正在进行一系列遗传学研究,尝试找到另一种方式强迫秀丽隐杆线虫进入这一发育停止的模式。

“这一研究不仅仅对长寿有意义,对癌症同样有意义。”舍伍德说,“癌症最大的秘密之一就是癌细胞如何很快转移,然后进入长达数年的潜伏期,直到被再次唤醒。我猜想线虫中那条控制细胞沉睡和唤醒的通路,在人类癌转移中的通路可能是相同的。”

信息来源:Strict diet suspends development, doubles lifespan of worms. EurekAlert

文章题图: today.duke.edu

 

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