Friday, December 21, 2018

科學家在百歲老人身上發現具有較強的自噬作用 (一套天然的回收再利用的系統)

如何健康活到100歲 中國科學家在海南百歲老人身上找答案

信源:澎湃新聞|編輯:2018-12-21|

古往今來,長生不老一直是人類最執著的追求之一。如果這種追求是盲目的話,“無疾而終”則是現代科學家追求的健康長壽的方向。

近期,中國科學院昆明動物研究所的科學家在生物學國際權威期刊《基因組研究》(Genome Research)發表了一項研究成果,他們在中國海南省的百歲老人身上找到了一種或能決定人類長壽的提示:擁有較強的自噬,也就是人體內的那套回收利用系統功能增強,可能是秘訣之一。

該研究成果被雜誌遴選為第11期的封面文章。中國科學院昆明動物研究所肖富輝博士、陳小瓊、餘琴和葉雲雙為共同第一作者,中國科學院昆明動物研究所孔慶鵬研究員、何永捍副研究員、週巨民研究員以及海南醫學院的蔡望偉教授為共同通訊作者。

研究人員在論文摘要中率先指出,作為人類健康老齡典範的長壽老人,尤其是百歲老人,是科學家研究人類長壽和健康衰老機制的極佳對象。這些百歲老人不但具有顯著延長的壽命,而且還能延緩甚至規避一些重大老年性疾病的發生。

研究對象共系海南長壽家系171例樣本,其中包括76例百歲老人,54例百歲老人F1後代(第一代),41例百歲老人F1後代配偶。團隊獲得併分析了他們的外周血白細胞轉錄組數據(RNA-seq)後發現,自噬-溶酶體信號通路基因表達上調為百歲老人最為顯著的信號。

並且,該信號同樣存在於百歲老人F1後代。也就是說,健康長壽機制可以一定程度上遺傳給後代。肖富輝在“中科院之聲”撰文提到,如果你的父母活到100歲,你自己也有較大可能活到100歲。當然,這不是絕對的,影響你壽命的環境因素和意外事件也是很多的。

自噬(autophagy)一詞來源於希臘詞語auto(自我)以及Phagein(吃),可以通俗地理解為“將自己吃掉”。該詞由比利時科學家克里斯蒂安•德•迪夫(Christian de Duve)於1963年創造。迪夫隨後憑藉發現溶酶體獲1974年諾貝爾生理學或醫學獎,溶酶體即為自噬作用發生的關鍵物質,是一種能分解蛋白質、核酸、多醣等生物大分子的細胞器,被稱為細胞內的消化器官。

20世紀90年代,酵母中自噬相關基因的鑑定讓研究人員發現了自噬機制。 2016年,日本分子細胞生物學家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)因發現細胞自噬機制,獲諾貝爾生理學或醫學獎。

溶酶體參與的自噬作用,是細胞吞噬自身細胞質蛋白或細胞器的過程,細胞藉此分解無用蛋白,實現細胞自身的代謝需要和某些細胞器的更新。細胞自噬除了能夠分解細胞內的老化物質及有害物質,維持身體健康外,不少有冬眠習性的哺乳類還會利用這一現象,讓細胞內的物質再生以此維持生命。

簡單來說,這就是一套天然的回收再利用的系統。

為進一步證實自噬-溶酶體信號通路功能增強可延緩衰老、促進長壽,昆明動物研究所的團隊還挑選了4個自噬-溶酶體信號通路基因(CTSB、ATP6V0C、WIPI1和ATG4D)在人胚肺成纖維細胞IMR-90中分別進行過表達實驗,發現這4個基因高表達均可增強細胞自噬功能並顯著延緩細胞衰老。

同時,研究團隊在果蠅中進行Atg18a(WIPI1在果蠅中的同源基因)過表達研究,發現其確實可顯著延長果蠅壽命。

因此,該團隊基於組學分析及細胞、果蠅等功能實驗,提示自噬-溶酶體信號通路功能增強可能有助於人類健康壽命延長。

在百歲老人身上發現具有較強的自噬作用,在果蠅身上又通過實驗證實自噬-溶酶體信號通路功能增強確實可助長壽,那在人類身上該如何啟用這一“秘訣”?

肖富輝在文章中提到,有一個很簡單的方法,就是飢餓誘導。也就是說,當我們處於飢餓狀態時,機體會自動激發體內的自噬-溶酶體系統,把在衰老過程中產生的損傷的、有害的物質消化掉,並利用降解產生的物質進行代謝利用,釋放出能量維持機體生存。

不過,肖富輝提醒,大家不能因“飢餓誘導”而不吃飯。畢竟,自噬-溶酶體系統只能回收機體內的部分能量,這完全不夠維持人體生存,“可別長壽沒實現,反而提前把自己餓死了”。

實際上,目前許多科學家的研究都表明熱量攝入限制可以顯著延長生物體(如小鼠)的壽命,其中它發揮效用的方式之一,就是刺激機體自噬作用增強。所謂熱量限制是指在保證生物體必須營養成分的前提下,限制攝入的總熱量。

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