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《细胞》子刊:延寿方法的共同点被找到了!科学家据此开发出可视


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时间: 2019-11-14 19:46:59

长寿可以说是人类永恒的追求。在古代,皇帝寻找神仙,参观道教。为了长生不老,他们毫不犹豫地敲打黄金,导致汞中毒。

在现代,同样是追求长寿,方法可以科学得多,什么运动,热量限制,不仅从外部看效果,而且从分子机制层面解释它们为什么有效。然后问题出现了。已经发现有不止一种方法可以延长寿命。这些方法有什么共同点吗?这些共性能给我们带来延长寿命的新方法吗?

发表在《细胞新陈代谢[1》上的一项研究给了我们答案。哈佛医学院布里格姆和女子医院的研究人员发现,许多延长生命的方法在应用中有相似的基因表达变化。他们已经确定了与生命延长相关的肝脏基因特征和途径。利用这些特性,他们开发了一个应用程序GenterEvent,可以可视化基因表达变化和寿命延长之间的相关性。

gentervention网站截图

通过这个项目,研究人员可以根据一种方法引起的基因表达变化来判断该方法是否有助于延长寿命。在这项研究中,他们还试图找到几种延长寿命的新方法。

研究人员选择了多种延长寿命的方法,包括阿卡波糖、17-α-雌二醇、雷帕霉素、热量限制、蛋氨酸限制、生长激素受体敲除、pit基因敲除、处理小鼠,然后取其肝脏组织进行rna测序。

结果表明,这些方法带来的基因表达变化基本相似,主要集中在线粒体蛋白基因、细胞色素p450、谷胱甘肽代谢、氧化磷酸化和与能量代谢、药物代谢和抗氧化相关的三羧酸循环基因上。然而,雄性老鼠和雌性老鼠之间存在性别差异。

不同方法对男女不同途径相关基因表达的影响

在这些可以延长寿命的方法中,研究人员选择了热量限制、雷帕霉素和生长激素缺乏(生长激素受体敲除)等研究较多的方法,并将他们的结果与过去的23项研究相结合。发现热量限制导致419个基因表达增加,370个基因表达减少,而雷帕霉素和生长激素缺乏分别为127/100和894/879。

有趣的是,热量限制和生长激素缺乏两种方法引起的基因表达变化明显重叠。其中37%的表达增加的基因和26.3%的表达减少的基因是“共享的”,但是三个人中的一个雷帕霉素是“分离的”,两种方法引起的基因表达变化与另外两种方法没有太大的重叠。

热限制(红色)、生长激素缺乏(绿色)和雷帕霉素(蓝色)在基因表达增加和减少中的重叠

然而,研究人员仍然发现,与葡萄糖敏感性和甾醇代谢相关的一些基因表达变化在三者之间高度一致。这表明,尽管雷帕霉素可能以不同的方式影响某些基因的表达水平,但它在分子途径和转录调节方面与延长寿命的其他方法部分重叠。

说了这么多,这些延长寿命的方法有什么共同点?仔细检查每种方法后,研究人员发现了166个表达增加的基因和134个表达减少的基因。

在表达增加的基因中,我们熟悉brca1,它是一种与dna损伤修复相关的肿瘤抑制基因。此外,它还能激活nrf2介导的抗氧化反应,这也是延长寿命的机制之一。其他基因包括与h2s产生和谷胱甘肽转移酶相关的基因,在过去的研究中,谷胱甘肽转移酶是一些被证明与延长寿命相关的分子。

虽然不同的方法可能会导致基因表达的不同变化,但总的来说,它们覆盖的分子信号通路基本相同。

资料来源:pixabay.com

基于这些延长生命的方法所共有的基因和途径,研究人员开发了一种叫做GenterEvent的应用程序。对于这些基因,基因表达事件(GenterEvent)可以判断不同基因保存方法下基因表达的变化,基因表达的变化将与寿命延长多少有关。

利用基因疗法,研究人员发现了可能延长寿命的新的候选方法,如长期缺氧环境,小鼠在含氧量为11.8%的环境中生活32天,基因表达的变化与大多数延长寿命的方法一致。

同样,雷帕霉素靶蛋白(mtor)抑制剂ku-0063794和抗坏血酸棕榈酸酯可能成为未来抗衰老和延长寿命研究领域的新参与者。

总的来说,尽管研究人员在过去的研究中发现了许多延长寿命的潜在方法,但仍有许多许多事情我们尚未发现。有了绅士风度,在未来,也许我们可以有更多潜在的方法来延长我们的寿命。

编辑充满了抱怨。

利用gentervention发现的知识,理论上有可能延长寿命。不要在生活中随便尝试。

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参考:

[1] tyshkovskiy a,bozaykut p,borodinova a,等.细胞代谢,2019。

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