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越早承受压力,寿命越长?

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关于衰老,有一个中心的研究课题是:

个体寿命长短究竟是由什么决定的?

在一项新的研究中,来自密歇根大学的研究人员通过对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)进行观察后发现,在早期生命中经历的氧化应激会增加随后的抗应激能力。换句话说,如果在生命早期能够承受多一些压力,或许就能在以后的生活中更好地应对可能遇到的压力,并最终延长寿命。

当细胞产生过多的氧化剂和自由基时,就会出现氧化应激。这是衰老过程的一部分,但也可能来自如锻炼、限制卡路里摄入等压力状态下。

研究中所使用的生物模型是秀丽隐杆线虫,通过观察这类生物,研究人员发现在发育过程中产生了更多氧化剂的秀丽隐杆线虫可以比那些只产生了较少氧化剂的活得更长。他们将这一发现发表在了近期的《自然》杂志上。

○ 生物学研究中常用来作为实验对象的秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)。| 图片来源:Wikimedia Commons

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一直以来,科学家都想要了解到底是什么决定了寿命长度的差异,他们认为其中一部分来自于遗传,比如如果你的父母很长寿,那么你活得很久的几率也会更大;另一部分则是来自于环境。

在这次以秀丽隐杆线虫为观察对象的例子中,其他的一些可能与寿命长短有关的随机因素也开始显现。秀丽隐杆线虫是一种寿命较短的生物,是衰老研究中常被用到的生物模型,部分原因是这种生物的每个雌雄同体的母亲都能产生数百个有着相同基因的后代。然而,即使在相同的环境中,这些有着相同基因的后代的寿命也会有惊人的差异。

如果寿命是由基因和环境决定的,那么我们应该看到在同一培养皿中生长的这些基因完全相同的秀丽隐杆线虫会在同一时间死亡,然而事实却并非如此。研究表明,有的虫只能存活短短几天,而有的则可能在20多天后依旧生机勃勃地四处活动。那么问题来了:除了基因和环境因素以外,还有什么导致了如此巨大的寿命长度差异?

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通过这项新的研究,科学家找到了一个重要的原因,他们发现:在秀丽隐杆线虫的发育过程中,它们产生的活性氧(ROS)的数量差异很大。

活性氧是每一个呼吸空气的生物体都会产生的氧化剂。活性氧与衰老密切相关:比如许多抗衰老的化妆保养品都会称它们可以对抗活性氧所引起的氧化损伤。而研究发现,在发育过程中,产生了更多活性氧的秀丽隐杆线虫会活得更长,而不是更短。

○ 图片来源:University of Michigan

在研究人员将一整个正处于发育过程中的幼虫群体暴露于外部活性氧中时,他们发现整个群体的平均寿命都增加了。虽然他们还不知道是什么触发了发育过程中的氧化应激事件,但通过实验他们确定是什么过程延长了这些虫的寿命。

在实验中,他们根据秀丽隐杆线虫幼虫在发育过程中的氧化应激水平对它们进行了分类。通过将产生大量活性氧的蠕虫与产生少量活性氧的秀丽隐杆线虫分开,他们发现了两组虫的主要区别在于一种组蛋白修饰剂,这种修饰剂的活性对氧化应激条件非常敏感。

研究人员还发现,在发育过程中,活性氧的临时产生会导致在秀丽隐杆线虫的生命早期中的组蛋白修饰剂发生变化。不过,这种变化是为何可以贯穿整个生命周期,以及它们最终是如何影响和延长寿命的,仍然不得而知。然而我们知道的是,这种特殊的组蛋白修饰剂对哺乳动物细胞中的氧化应激也很敏感。此外,已有研究表明,早期生命的干预措施是可以延长哺乳动物(如小鼠)的寿命的。

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早期生命中的一些事件会对以后的生命产生如此深远、积极的影响,这一结论着实令人惊喜。如果压力与衰老,以及与衰老相关的疾病之间有着紧密的联系,那么生命中的一些早期事件或许也会影响与衰老有关的疾病(如痴呆和阿尔茨海默病)的易感性。

接下来,研究人员希望能弄清楚这些早期生命事件触发了哪些关键的变化。一旦理解了这一点,科学家们就可以研发出延长寿命的干预措施,并让它们在生命的后期发挥作用。

来源:原理微信公众号

(编辑:郭小涵 审核:蒋艳)

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