Nature新文章探究衰老的原因

日期：2016-01-28 09:20:06

哈佛醫學院系統生物學教授Walter Fontana實驗室的研究人員，在調查各種遺傳和環境因素如何影響秀麗隱桿線蟲壽命時發現了一種驚人的統計規律。他們的研究結果表明，衰老并沒有單個獨立的分子原因，而是涉及一個復雜生物網絡中多個元件的一個系統的過程。擾亂這一系統中任何的節點，你都會影響整個事件。這項研究發表在1月27日《自然》（Nature）雜志上。

論文的第一作者Nicholas Stroustrup說：“隨著年齡的增長會發生許多重要的分子改變，將所有這些改變都稱作為‘衰老的原因’可能意義不大。”

為了在群體水平上研究壽命動態，Stroustrup構建了壽命機器（Lifespan Machine），這一設備包含從辦公用品商店購買的50個平板掃描儀。他對每個掃描儀進行了改裝，每小時記錄16個培養皿，總共有800個培養皿和3萬條線蟲。這些掃描儀以每英寸3200個點的分辨率捕獲圖像，這樣高的分辨率足以檢測8微米的移動（大約是平均一條線蟲12%的寬度）。

Stroustrup讓線蟲經受溫度改變、氧化應激、飲食變化和遺傳操控（例如改變胰島素生長信號）等各種干預。壽命機器記錄了在每種條件下線蟲死亡所需的時間。Stroustrup隨后匯總了數據，生成了每種干預的壽命分布曲線并比較了結果。

分析結果顯示，在同一群體中各種干預似乎以同樣的方式影響了所有個體的壽命。無論研究人員以哪種遺傳過程或環境因素作為目標，都似乎以相同的程度馬上影響了所有的死亡分子機制。

Fontana說：“壽命是一個整體的生物體特性。在分子水平上實時研究它非常的困難。通過發現衰老終點的這種統計規律，我們了解到了決定終點的衰老過程的一些東西。”

Fontana說，最重要的是，這一規律表明在生物體的生理學中存在著深刻的相互依存關系，一個生理方面發生改變會影響決定壽命的所有其他生理方面。

研究人員認為，他們的研究發現將影響科學家們研究甚至是定義人類及線蟲衰老的方式。研究人員現計劃更詳細地研究各種分子機制發揮作用產生廣泛統計規律的機制，并竭力確定一種機制發生改變是如何影響所有其他機制的。

不久前，來自普林斯頓大學的研究人員在成年線蟲神經元中鑒別出了，對于年齡相關記憶認知能力下降極為重要的一些基因。這一發表在《自然》（Nature）雜志上的研究，有可能最終為開發出一些治療方法來延長壽命及增進老年人群的健康指明方向。

美國加州Buck衰老研究所的Judith Campisi教授在Cell子刊《Cell Metabolism》發表的一項研究中表示，研究人員需要拋掉“細胞衰老——現在被公認為衰老的一個重要觸發因子，是源于基因毒應激的一個單一表型”這一觀念。她實驗室的研究表明，細胞衰老——使細胞永久喪失分裂能力的一個過程，也可能是由來自于功能障礙線粒體的信號誘發的，阻滯的細胞在一個與有害自由基無關的過程中，分泌一種明顯不同的生物活性因子“混合物”。

蘇黎世聯邦理工學院和德國JenAge聯合會的科學家們則從來自三個不同生物的4萬個基因中“大海撈針”，發現了與生理老化相關的一些基因。如果你能影響其中的一個基因，就可以延長實驗室動物的健康壽命——甚至有可能延長人類的健康壽命。這一重要的研究工作發布在《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。