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为探究药物诱导寿命延长与体重变化的关联及性别差异,研究人员基于 DrugAge 数据库,分析小鼠数据发现,雄性小鼠体重减轻与寿命延长显著相关,且存在性别差异,为衰老研究中性别特异性分析提供依据。
衰老是一个复杂的生物学过程,如何延长健康寿命一直是生命科学领域的核心问题之一。目前,尽管许多研究通过模型生物筛选出多种可能延长寿命的化合物,但这些干预措施的效果往往存在性别差异,且药物诱导的体重变化与寿命延长之间的关系尚不明确。例如,热量限制(CR)作为最经典的长寿干预手段,其作用机制是否与体重变化直接相关仍需深入探讨。此外,传统研究中对性别因素的忽视可能导致结果的片面性,无法全面揭示衰老的生物学机制。因此,系统分析药物干预下寿命与体重变化的性别特异性差异,对于准确评估抗衰老药物的效果及机制至关重要。
英国伯明翰大学(University of Birmingham)的研究人员开展了相关研究,旨在通过整合和分析小鼠寿命及体重变化数据,揭示药物诱导寿命延长的关键影响因素及性别差异机制。该研究成果发表在《npj Aging》上,为抗衰老研究提供了新的视角和数据支撑。
研究主要采用数据库整合与统计分析方法。研究人员对 DrugAge 数据库进行更新(Build 5 版本),重点收录小鼠研究数据,包括重新记录原始文献中的数据、标准化药物剂量(转换为百万分比浓度 ppm,1 ppm=1 mg/kg)、记录给药途径(如食物、饮水、注射等)、治疗起始年龄及对照组寿命等。同时,首次纳入体重变化数据,并通过统计分析探讨其与寿命延长的相关性。此外,研究特别关注干预测试计划(ITP)的研究数据,该计划作为小鼠寿命研究的金标准,采用三个独立实验地点和大规模遗传异质小鼠队列,确保了数据的可靠性和可重复性。
研究结果
1. DrugAge 数据库更新与数据特征
Build 5 版本的 DrugAge 数据库收录了超过 1000 种化合物,涉及 35 个物种的 3400 余项实验,其中小鼠部分包含 134 种化合物的 373 项实验(雄性 198 项,雌性 172 项)。数据标准化处理后显示,雄性小鼠中具有显著平均 / 中位寿命延长的实验比例(36%)高于雌性(29%)。例如,雄性小鼠中丁基羟基甲苯(7500 ppm 食物)可延长平均寿命 30%,而雌性中二甲双胍(100 ppm 饮水)延长 38%。ITP 研究显示,雄性小鼠平均寿命延长 5.5%,雌性仅 1.6%,表明性别差异显著。
2. 体重变化与寿命延长的相关性
整体分析表明,雄性小鼠中药物诱导的体重减轻与寿命延长显著相关(ITP 数据中,中位寿命变化与体重变化斜率 - 0.76,R2=0.52),而雌性中未观察到显著关联。例如,雄性小鼠中雷帕霉素(42 ppm 食物)在延长寿命的同时导致体重减轻 19%,而雌性中许多化合物虽引起显著体重下降(如某化合物导致体重减少 30%),但寿命未显著延长。这提示雄性中体重减轻可能是药物延长寿命的重要中介因素,而雌性中存在其他机制。
3. 性别特异性差异的机制探讨
通过对比雌雄小鼠的遗传和代谢特征,研究发现雄性染色体 9 上的 Glb1 和 Rtp3 基因可能通过调节味觉感知影响摄食量,进而介导体重与寿命的关联。此外,雌性对热量限制的代谢适应可能不同于雄性,例如雌性中支链氨基酸限制导致更显著的体重下降,但寿命延长仅见于雄性,且与 mTOR 和 FoxO 通路激活相关。人类流行病学数据也显示,男性青春期超重与全因死亡率升高相关,而女性无此关联,进一步支持性别差异的生物学普遍性。
研究结论与意义
本研究通过整合大规模小鼠数据,揭示了药物诱导寿命延长的性别特异性差异,证实雄性小鼠中体重减轻与寿命延长的强相关性,而雌性中可能依赖其他代谢或激素机制。研究强调在衰老研究中必须纳入性别因素,避免单一性别分析导致的结论偏差。此外,DrugAge 数据库的更新为后续研究提供了标准化的数据平台,有助于推动抗衰老药物的跨研究比较和机制解析。这些发现不仅深化了对衰老调控机制的理解,也为临床前药物筛选提供了重要参考,提示需针对不同性别优化抗衰老干预策略,以实现精准医学目标。研究结果为探索性别特异性衰老机制及开发个性化抗衰老疗法奠定了基础,具有重要的科学意义和转化应用前景。