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少吃是关键!中国科学家发现长寿机制,4个基因加快人体垃圾清理

时间:2018-12-28 19:00 作者:未知
 

 

 

 


图片:Christine Daniloff/MIT本文转载自“环球科学”,撰文:李晓慧,编辑:杨心舟。海南素有“世界长寿岛”之称,据海南省卫生健康委发布的报告,截至2018年3月8日,海南全省健在的百岁老人有1565名,平均每10万人中健在的百岁及以上老人有17.13人,远远超过联合国规定的“长寿之乡”的标准。那这种长寿成因能在科学上找到根据吗?自噬延缓衰老为此,中国科学院昆明动物研究所和海南医学院的研究人员对171名海南百岁老人和近亲进行了RNA测序分析,其中包括海南76位百岁老人,54位百岁老人的子一代以及41位百岁老人子一代的配偶,对他们的外周血白细胞转录组数据进行了分析,发现百岁老人的自噬-溶酶体通路基因表达上调。
最新一期Genome Research以中国传统寿仙作为封面。该研究团队选择了四个自噬-溶酶体通路的基因,分别为CTSB、ATP6V0C、ATG4D以及WIPI1,在人胚肺成纤维细胞IMR-90中进行基因的过表达实验,发现这4个基因的高表达可以增强细胞的自噬功能,并延缓细胞衰老。另外,研究人员还对果蝇的Atg18a基因进行了过表达,该基因与人类的WIPI1是同源基因,Atg18a表达的提升可以显著延长果蝇寿命。因此,研究人员认为组学分析、细胞和果蝇的实验,都反应了自噬-溶酶体信号通路功能增强可能有助于人类健康寿命的延长。自噬是一个涉及细胞自身结构通过溶酶体机制被分解的过程,它能够帮助细胞产物在合成、降解以及循环三个过程中保持一个平衡状态。从字面来看,就是“自己吃自己”,动物细胞是一个三层结构,最外面是细胞膜,中间是细胞质,细胞核被包裹在最里面。大部分功能性细胞器和生物分子悬浮在细胞质中,很多细胞活动都在细胞质中进行。由于生理生化反应很多且很复杂,经常会产生大量残渣,致使细胞活动受到影响甚至停滞。在这种情况下,自噬作用显得非常重要,它能够清除细胞质中的代谢残渣,恢复正常的细胞活动。简单地说,自噬是一套回收再利用的系统。2016年,因为“对细胞自噬机制的发现”,日本科学家大隅良典获得了诺贝尔生理学或医学奖。
图A展示了自噬的过程,图B,C分别在组织切片和荧光层面展示了自噬体。图片来源:Wikipedia如果能够按照需要开启自噬功能不仅能延缓衰老,还有可能治愈疾病,但是自噬功能要如何开启呢?剑桥大学的分子神经遗传学教授David Rubinsztein称在小鼠中的研究表明,使用基因编辑工具、药物、禁食能够激发细胞的自噬作用,而在此种情况下,实验鼠的寿命更长。在老鼠身上,能够看到24小时禁食能促进体内细胞的自噬作用,在个别部位更快,比如肝脏。虽然适当的禁食是有效的,但是并不知道为了获得细胞自噬带来的好处,人体需要禁食多长时间。David Rubinsztein表示,目前关于禁食是如何触发人类体内的细胞自噬作用还没有结论。论文的第一作者、中国科学院昆明动物研究所的肖富辉提出,通过饥饿诱导的方法可以增强自噬-溶酶体功能。他撰文指出,“当我们处于饥饿状态时,机体会自动激发体内的自噬-溶酶体系统”,把在衰老过程中产生的损伤和有害物质消化掉,并利用降解产生的物质进行代谢利用,释放出能量维持机体生存。