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Cell子刊:南京大学最新研究,成功延寿五倍

2020-1-16 作者:nagashi   来源:BioWorld 我要评论0
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随着科技的进步、社会的发展和医疗水平的提高,人们的生活质量水平越来越好,社会平均寿命也逐渐增长,然而,平均寿命在到达某个临界点后,似乎就增长得极为缓慢,预示着人类的寿命似乎存在一个极限。

人生苦短,不过百年。但是从古至今,无论帝王还是普通人,都没有停止对长寿的追求,古有秦始皇为求长生派徐福出海采仙药,今有返老还童收费临床试验。

然而,国内外众多长寿之乡、长寿之村也基本都是通过伪造年龄来实现的所谓长寿。长寿村的秘密,不是莫斯利安,其实就是靠造假。

孔子有云:“吾十有五而志于学,三十而立,四十而不惑,五十而知天命,六十而耳顺,七十而从心所欲,不逾矩。”

七十便能从心所欲,若人能活五百年,又该是怎样的一番境界?

近日,国际顶尖学术期刊 Cell 杂志的子刊 Cell Reports 刊登了一篇题为:

Translational Regulation of Non-autonomous Mitochondrial Stress Response Promotes Longevity 的研究论文。

该研究由南京大学脑科学研究所、MDI生物实验室、以及Buck衰老研究所等机构联合完成,研究人员发现了两条协同作用的细胞通路,可以显着延长线虫寿命500%,这相当于一个人活了400-500岁!

长生一直是人类孜孜不倦的追求,近年来的研究表明,胰岛素信号通路(IIS)、TOR信号通路以及线粒体功能等与生物体衰老和寿命密切相关。然而这些通路是否具有协同效应,却鲜有人去研究。

在本研究中,研究人员同时改变两条信号通路(IIS和TOR信号通路),成功让线虫寿命延长了500%!

构建daf-2 rsks-1双突变体线虫

研究表明,高度保守的IIS和TOR信号通路在生物体衰老过程中中起着重要作用。为了研究这两个途径在调节衰老上是否存在相互作用,研究者构建了daf-2 rsks-1双突变体线虫模型,携带DAF-2/IGF-1受体以及TOR效应蛋白RKS-1/S6K的功能缺失突变。令人意外的是,双突变对线虫寿命的影响表现出明显的协同效应而不是加性效应,表明这两种重要的衰老相关途径之间存在这积极的协同作用。



daf-2 rsks-1双突变体线虫抑制翻译从而延缓衰老

已有充分的文献证实,抑制翻译可以有效延缓衰老,科学家们推测减少整体翻译有助于生物体维持更好的蛋白质稳态,而蛋白质稳态的失调会导致衰老和与年龄相关的疾病。

研究人员等通过全基因组翻译状态分析和遗传筛选,从daf-2 rsks-1双突变体转录下调的115个基因中确定了24个寿命相关的负调控因子。这些基因大多与发育相关,在发育过程中受到抑制会导致幼虫停止生长,而在成体时期抑制则会导致明显的寿命延长。而TOR信号通路恰恰介导了核糖体的组装,即TOR信号通路通过影响翻译水平从而影响寿命。

cyc-2.1是daf-2 rsks-1双突变体线虫寿命显着延长的关键

在上述的寿命负调控因子中,研究者发现了cyc-2.1(一种高度保守的细胞色素c)是daf-2 rsks-1双突变体线虫寿命显着延长的关键性因素。cyc-2.1基因敲除可激活线粒体未折叠蛋白反应(UPRmt)、线粒体分裂和AMP活化激酶(AMPK)从而显着延长寿命。Germline(生殖细胞系)作为cyc-2.1调节寿命的关键组织,germline特异性cyc-2.1基因敲除非自主激活肠道UPRmt和AMPK。此外,RNA结合蛋白GLD-1介导的cyc-2.1在germline中的翻译抑制对于UPRmt的非自主激活和daf-2 rsks-1双突变体协同作用延长线虫寿命具有重要意义。

总的来说,本研究通过构建daf-2 rsks-1双突变体线虫模型,研究发现IIS和TOR信号通路在延长寿命上具有显着的协同效应,并且这种协同作用作用于线粒体上。在过去的十年里,越来越多的研究证据表明,线粒体失调和衰老之间存在因果联系。

秀丽隐杆线虫

秀丽隐杆线虫(C. elegans)是一种成体仅1.5mm长的线虫,为雌雄同体,雄性个体仅占群体的0.2%,可自体受精或双性生殖;在20℃下平均寿命为两三周。

自1965年起,秀丽隐杆线虫就开始作为分子生物学和发育生物学研究领域的模式生物。

秀丽隐杆线虫的雌雄同体成虫有959个体细胞,雄成虫有1031个,且每一个体细胞的发育情况都研究得较为清楚。依靠线虫作为模式动物的研究,已经斩获多项诺贝尔奖。

这项研究发现虽然来自于线虫模型,然而大多数衰老相关基因在生物体内是相对保守的。正如MDI生物实验室主席Hermann Haller博士说的:“通过阐释这些交互作用,我们能延长人类寿命,从而解决人口老龄化问题。”

相信在不远的将来,长生可能不再是遥不可及的梦想!

论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.06.078



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