Nature又一延长寿命的“秘方”:早点吃苦!

【字体: 时间:2019年12月05日 来源:生物通

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  一项新的研究表明,某些压力实际上可能会导致寿命更长。

  

密歇根大学的一组研究人员发现,生命早期经历的氧化应激会增加生命后期的抗逆性。这一新发现公布在12月4日Nature杂志上。

当细胞产生更多的氧化剂和自由基,多过它本身可以处理的时候,就出现氧化应激胁迫(Oxidative stress,生物通注)。这是衰老过程的一部分,但也可能来自外界条件,例如运动和热量限制。

密歇根大学Ursula Jakob和Daphne Bazopoulou分析了秀丽隐杆线虫,发现在发育过程中,这种线虫如果产生较多的氧化剂,会比产生较少氧化剂的线虫的寿命更长。

这一结果令人惊讶,因为我们都知道环境压力对动物的衰老速率有着重要影响,过度的环境压力往往造成细胞和机体损伤,缩短寿命。

Jakob表示,研究人员一直想知道是什么决定寿命的可变性,其中一部分是遗传性的:如果您的父母长寿,那么您也很有可能长寿。而环境是另一方面,就线虫而言,可能会涉及到其他随机的因素。这些生命很短的生物体是衰老研究典型的模型系统,部分原因在于每个雌雄同体的个体都会产生数百个基因相同的后代。Jakob说,然而,即使将它们放在相同的环境中,这些后代的寿命也会以惊人的程度变化。

“如果寿命仅由基因和环境决定,我们希望在同一培养皿上生长的遗传相同的线虫会在大约同一时间全部死亡,但结果并不是这样。某些线虫只能存活三天,而其他线虫在20天后仍然快乐地活着。那么问题是,除了遗传和环境之外,是什么导致寿命的巨大差异?”

Jakob和Bazopoulou发现,在发育过程中,各个线虫产生的活性氧种类差异很大,这让他们找到了答案的另一部分。

活性氧(Reactive oxygen species,ROS)是每种呼吸空气的生物产生的氧化剂。ROS与衰老密切相关——它们引起的氧化损伤正是许多抗衰老面霜声称要抵抗的。

然而研究人员发现,在发育过程中产生了更多ROS的线虫的寿命实际上并不是变短了,而是寿命更长了。

Bazopoulou说:“在生活的早期阶段承受压力可能有助于更好地抵抗之后生活中可能遇到的压力。”

当研究人员在发育过程中将让线虫种群暴露于外部ROS时,整个种群的平均寿命会增加。尽管研究人员还不知道是什么触发了发育过程中的氧化应激事件,但他们能够确定这个过程可以延长这些蠕虫的寿命。

其背后的机理是什么呢?

为此,Bazopoulou根据发育过程中的氧化应激水平,对数千个秀丽隐杆线虫幼虫进行了分类。通过将产生大量ROS的线虫与产生少量ROS的线虫分开,她发现两组之间的主要区别是组蛋白修饰剂,这种修饰因子的活性对氧化应激条件敏感。

研究人员发现,在发育过程中暂时产生的ROS会在线虫的生命早期引起组蛋白修饰剂的变化。这些变化如何在整个生命中持续存在,以及它们最终如何影响和延长寿命仍然未知。

然而,我们知道的是,这种特定的组蛋白修饰剂也对哺乳动物细胞敏感的氧化应激产生反应。此外,研究也表明生命早期干预可以延长哺乳动物模型系统(例如小鼠)的寿命。

“早期生命事件对生命后期产生如此深远的积极影响,这令人惊讶。由于压力,衰老和与年龄有关的疾病之间存在紧密联系,因此生命早期事件也可能会影响年龄相关的疾病,例如痴呆和阿尔茨海默氏病,”Jakob说。

接下来,研究人员想弄清楚这些早期事件触发了哪些关键变化。了解这一点可以帮助科学家开发可延长寿命的干预措施,这些干预措施可在生活的后期阶段发挥作用。

相关研究:重庆大学生科院Plos Genetics揭示生命早期环境压力决定动物寿命的机制

(生物通:万纹)

原文标题:

Developmental ROS Individualizes Organismal Stress Resistance and Lifespan


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