线虫揭开长生不老药的秘密

【字体: 时间:2015年12月04日 来源:生物通

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  在2007年,斯克里普斯研究所的科学家发现,一种抗抑郁药物可使线虫的寿命增加30%至40%。最近,他们在《eLife》发表的一项研究,揭开了这背后的原因。

  

生物通报道:活得更长,通常意味着更长时间的年老昏聩,但是,如果能将青年期延长,岂不是更好呢?最近,科学家们在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)中成功做到了这一点,他们想弄清楚,是否能在人类中实现这个有吸引力的前景呢?

本文通讯作者、斯克里普斯研究所(TSRI)的Michael Petrascheck指出:“我们不想让人们觉得,他们可以通过服用我们研究中所使用的药物,就能延长自己十几岁或二十出头的生命期。我们可能已经在线虫中实现了这一目标,但是线虫和人类之间有数百万年的演化。”延伸阅读:Cell子刊:衰老或寿命的遗传开关

他说:“我们认为,通过延长青年期来延长寿命,是可以实现的,这真的是令人兴奋的。”

这项研究将发表在最近的《eLife》杂志上,TSRI带领的研究团队给秀丽隐杆线虫(一种线虫常用于研究),服用一种抗抑郁药。在2007年,他们发现,这种药物可使线虫的寿命增加30%至40%。他们的新目标是调查其中的原因。

该研究团队用水或米安色林处理成千上万只线虫,以探讨随着线虫的衰老基因的活性有何变化。首先,他们测量了年轻线虫的基因活性作为参考点,监测老化过程。在1天大的线虫中,生殖成熟开始,它们的寿命平均为2到3周。

随着线虫的逐渐衰老,研究团队观察到了基因表达的戏剧性变化。然而,发生变化的方式,可能出乎意料。成群的基因——一起在相同的功能中发挥作用,被发现以相反的方向改变表达。

他们将这种新发现的现象称为“转录漂移(transcriptional drift)”。通过检测来自小鼠和32个26至106岁的人的大脑的数据,他们证实,这种现象也发生在哺乳动物中。

Petrascheck说:“基因表达的编排,似乎不再随着有机体衰老而协调,这些结果令人困惑,因为同一功能相关的基因,会同时升高和降低。”

本文第一作者Sunitha Rangaraju指出:“转录漂移可以作为测量年龄相关变化(在青年期开始)的一个新度量。”

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她说:“到现在为止,我们一直依赖于测量死亡率,在年轻线虫中这个概率太低,不能提供太多的数据。现在,有一种新工具来研究衰老,就可以帮助我们发现新的结果,例如,治疗衰老开始较早的遗传易感性,如哈钦森- Gilford早衰综合征。”

用这个新的度量表明,用米安色林治疗能够抑制转录漂移,但只有在正确的年龄服用才能起作用。在10日龄服用,处理过的线虫仍然有三天的基因表达特征——在生理学上它们年轻了七天。但是在12日龄服用,延长寿命所需的生理变化是彻底的,终身暴露于药物没有额外的效果。

米安色林可阻断血清素调节相关的信号,并且这延迟了年龄相关的生理变化,包括新发现的转录漂移和导致死亡的退化过程。这种效果仅发生在成年早期,这一时期的生命期显著延长。

Petrascheck说:“我们对于延长寿命的研究结果,有多少会发展到哺乳动物,谁也说不准,例如寿命的延长可能并不是戏剧性的。但是,我们已经很兴奋的是,我们在很多物种中观察到了转录漂移的现象,从蠕虫、小鼠到人类。”

这项研究结果,为该研究小组开辟了许多新的研究途径,并有可能引发其他研究机构的大量成果。例如,该研究团队下一个重要的步骤是,在小鼠中测试效果,并调查是否有任何副作用。不同的环境可能产生不同的结果,这将需要进行探索。他们还想探究,这种效果对身体不同器官的影响是否有所差异。

“转录漂移”的发现,提出了这种现象的前景,为衰老提供了一个一般度量,但这还需要进一步的研究。

关于在人类中延长青少年和年轻人时期的生命期,只是这个想法也提出了很多问题:会所产生什么样的潜在社会影响这是否像它看起来那么令人满意?

(生物通:王英)

生物通推荐原文:
Sunitha Rangaraju et al. Suppression of transcriptional drift extends lifespan by postponing the onset of mortality , eLife (2015). DOI: 10.7554/eLife.08833

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