關(guān)于衰老,有一個(gè)中心的研究課題是:
個(gè)體壽命長(zhǎng)短究竟是由什么決定的?
在一項(xiàng)新的研究中,來自密歇根大學(xué)的研究人員通過對(duì) 秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)進(jìn)行觀察后發(fā)現(xiàn),在早期生命中經(jīng)歷的 氧化應(yīng)激會(huì)增加隨后的抗應(yīng)激能力。換句話說, 如果在生命早期能夠承受多一些壓力,或許就能在以后的生活中更好地應(yīng)對(duì)可能遇到的壓力,并最終延長(zhǎng)壽命。
當(dāng)細(xì)胞產(chǎn)生過多的 氧化劑和 自由基時(shí),就會(huì)出現(xiàn)氧化應(yīng)激。這是衰老過程的一部分,但也可能來自如鍛煉、限制卡路里攝入等壓力狀態(tài)下。
研究中所使用的生物模型是秀麗隱桿線蟲,通過觀察這類生物,研究人員發(fā)現(xiàn)在發(fā)育過程中產(chǎn)生了更多氧化劑的秀麗隱桿線蟲可以比那些只產(chǎn)生了較少氧化劑的活得更長(zhǎng)。他們將這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在了近期的《自然》雜志上。
○ 生物學(xué)研究中常用來作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象的秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)。| 圖片來源:Wikimedia Commons
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一直以來,科學(xué)家都想要了解到底是什么決定了壽命長(zhǎng)度的差異,他們認(rèn)為其中一部分來自于 遺傳,比如如果你的父母很長(zhǎng)壽,那么你活得很久的幾率也會(huì)更大;另一部分則是來自于 環(huán)境。
在這次以秀麗隱桿線蟲為觀察對(duì)象的例子中,其他的一些可能與壽命長(zhǎng)短有關(guān)的隨機(jī)因素也開始顯現(xiàn)。秀麗隱桿線蟲是一種壽命較短的生物,是衰老研究中常被用到的生物模型,部分原因是這種生物的每個(gè)雌雄同體的母親都能產(chǎn)生數(shù)百個(gè)有著 相同基因的后代。然而,即使在相同的環(huán)境中,這些有著相同基因的后代的壽命也會(huì)有驚人的差異。
如果壽命是由基因和環(huán)境決定的,那么我們應(yīng)該看到在同一培養(yǎng)皿中生長(zhǎng)的這些基因完全相同的秀麗隱桿線蟲會(huì)在同一時(shí)間死亡,然而事實(shí)卻并非如此。研究表明,有的蟲只能存活短短幾天,而有的則可能在20多天后依舊生機(jī)勃勃地四處活動(dòng)。那么問題來了:除了基因和環(huán)境因素以外,還有什么導(dǎo)致了如此巨大的壽命長(zhǎng)度差異?
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通過這項(xiàng)新的研究,科學(xué)家找到了一個(gè)重要的原因,他們發(fā)現(xiàn):在秀麗隱桿線蟲的發(fā)育過程中,它們產(chǎn)生的 活性氧(ROS)的數(shù)量差異很大。
活性氧是每一個(gè)呼吸空氣的生物體都會(huì)產(chǎn)生的氧化劑。活性氧與衰老密切相關(guān):比如許多抗衰老的化妝保養(yǎng)品都會(huì)稱它們可以對(duì)抗活性氧所引起的氧化損傷。而研究發(fā)現(xiàn),在發(fā)育過程中,產(chǎn)生了更多活性氧的秀麗隱桿線蟲會(huì)活得更長(zhǎng),而不是更短。
○ 圖片來源:University of Michigan
在研究人員將一整個(gè)正處于發(fā)育過程中的幼蟲群體暴露于外部活性氧中時(shí),他們發(fā)現(xiàn)整個(gè)群體的平均壽命都增加了。雖然他們還不知道是什么觸發(fā)了發(fā)育過程中的氧化應(yīng)激事件,但通過實(shí)驗(yàn)他們確定是什么過程延長(zhǎng)了這些蟲的壽命。
在實(shí)驗(yàn)中,他們根據(jù)秀麗隱桿線蟲幼蟲在發(fā)育過程中的氧化應(yīng)激水平對(duì)它們進(jìn)行了分類。通過將產(chǎn)生大量活性氧的蠕蟲與產(chǎn)生少量活性氧的秀麗隱桿線蟲分開,他們發(fā)現(xiàn)了兩組蟲的主要區(qū)別在于一種 組蛋白修飾劑,這種修飾劑的活性對(duì)氧化應(yīng)激條件非常敏感。
研究人員還發(fā)現(xiàn),在發(fā)育過程中,活性氧的臨時(shí)產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致在秀麗隱桿線蟲的生命早期中的組蛋白修飾劑發(fā)生變化。不過,這種變化是為何可以貫穿整個(gè)生命周期,以及它們最終是如何影響和延長(zhǎng)壽命的,仍然不得而知。然而我們知道的是,這種特殊的組蛋白修飾劑對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的氧化應(yīng)激也很敏感。此外,已有研究表明,早期生命的干預(yù)措施是可以延長(zhǎng)哺乳動(dòng)物(如小鼠)的壽命的。
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早期生命中的一些事件會(huì)對(duì)以后的生命產(chǎn)生如此深遠(yuǎn)、積極的影響,這一結(jié)論著實(shí)令人驚喜。如果壓力與衰老,以及與衰老相關(guān)的疾病之間有著緊密的聯(lián)系,那么生命中的一些早期事件或許也會(huì)影響與衰老有關(guān)的疾病(如癡呆和阿爾茨海默病)的易感性。
接下來,研究人員希望能弄清楚這些早期生命事件觸發(fā)了哪些關(guān)鍵的變化。一旦理解了這一點(diǎn),科學(xué)家們就可以研發(fā)出延長(zhǎng)壽命的干預(yù)措施,并讓它們?cè)谏暮笃诎l(fā)揮作用。
參考來源:
https://news.umich.edu/u-m-researchers-discover-stress-in-early-life-extends-lifespan/


