Nature驚人發現：特殊脂肪酸！讓「矮又胖」的線蟲壽命更長

生物探索

編者按

最近抗衰老、長壽研究領域的科學家們好像集體「開掛了」一樣：左一篇Cell，右一篇Science。這不，Nature雜誌也「不甘示弱」。4月5日，一篇關於「單不飽和脂肪酸能夠幫助線蟲活更久」的成果新鮮出爐。這一研究還有個驚人的發現：研究中，相比「苗條」的線蟲，短而胖的線蟲壽命更長。

4月5日，來自斯坦福大學和哈佛陳曾熙公共衛生學院一個科學家小組在Nature雜誌上發表了題為「Mono-unsaturated fatty acids link H3K4me3 modifiers to C. elegans lifespan」的論文。研究發現，與更「苗條」的線蟲相比，矮而胖的（Pudgy）線蟲儲存了一種特定類型的脂肪，從而讓它們活得更久。

更讓人驚喜的是，科學家們發現，通過給線蟲喂以單不飽和脂肪酸就能夠引發這種特殊類型脂肪的積累以及隨之而來的壽命延長。

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驚人發現

該研究的通訊作者Anne Brunet博士說：「我們已經知道代謝變化能夠影響壽命很長時間了。但是，我們的預期是，在我們的研究中，活得久的動物應該是更瘦的。但是事實上卻是相反的：活得久的動物更胖。這相當令人驚訝。」

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研究動機

事實上，科學家們開始研究的初衷是探索表觀遺傳學。他們希望調查表觀遺傳蛋白複合物（epigenetic protein complexes，EPC）如何與線蟲的代謝變化互相作用，從而影響它們的壽命。Brunet 解釋道：「眾所周知，EPC和代謝途徑都影響著很多動物的壽命，但是直到現在，我們依然不知道這背後的原因，以及是否這兩個過程在某種方式上有著關聯。」

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發現過程

在這一研究中，科學家們調查了阻斷蛋白質複合物COMPASS的活性對線蟲代謝的影響。據了解，COMPASS與組蛋白的甲基化修飾有關。甲基標記的存在與否影響著DNA的鬆緊狀態，從而影響著基因表達。

Brunet實驗室的研究人員先前曾發現，COMPASS活性不足的線蟲比它們的同伴壽命長約30%。這是為什麼呢？

Brunet說：「我們認為，這種由COMPASS造成的表觀遺傳修飾可能模仿了飲食限制。因此，我們開始調查COMPASS活性被阻斷的線蟲的代謝和脂肪組成。」

研究發現，缺乏功能性COMPASS複合物的線蟲不僅比同伴活得更久，還會在它們的腸道積累脂肪。結合氣相色譜和質譜分析發現，積累的脂肪主要是一種特定的類型——單不飽和脂肪酸。

隨後，研究人員發現，抑制生殖系組織（germline tissue）中的COMPASS活性從某種程度上造成了一些特定酶表達增加。這些酶的作用是在動物腸道中將多不飽和脂肪轉化為單不飽和脂肪。

Brunet說：「接下來，我們想知道，是否這種單不飽和脂肪的積累對壽命是重要的。所以，我們直接給線蟲分別餵食了單不飽和脂肪和多不飽和脂肪。」結果發現，即便當COMPASS沒有突變時，單不飽和脂肪也能夠在線蟲腸道中積累，並延長它們的壽命。相比之下，多不飽和脂肪沒有起到同樣的效果。

下步計劃

科學家們認為，雖然生殖系組織和腸道組織之間建立「交流」的方法仍在調查中，但是這一發現是有趣的。人類食用富含單不飽和脂肪的飲食已被證明能夠降低心臟病和糖尿病的風險。此外，一些研究表明，百歲老人（centenarians）比非百歲老人儲存的單不飽和脂肪更多。

現在，研究人員正常努力弄明白單不飽和脂肪積累究竟是如何導致壽命延長的。一些可能性包括單不飽和脂肪可能幫助保護脂質膜（起到保護細胞的作用）的流動性等。由於很多物種共享著相似的脂肪代謝模式，因此，研究人員認為，這一發現有望延伸到其它動物，包括人類中。

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另1篇Nature

小編注意到，上述新研究的共同作者William B. Mair曾在去年12月5日以通訊作者的身份同樣在Nature雜誌上發表了一項重要成果。研究小組首次在線蟲中揭示了 RNA剪接（RNA splicing）功能與長壽之間的關聯。這一研究結果闡明了剪接在壽命中的生物學作用，且表明了在人類中操作特定的剪接因子有望幫助促進健康老齡化。

由於線蟲的細胞是透明的，因此，科學家們可利用熒光基因工具實時可視化衰老過程中單基因的剪接。研究中，科學家們不僅觀察到了群體水平的變化（5天後，一些線蟲表現了年輕的剪接模式，而另一些表現出了過早老化的跡象），還能夠利用剪接的差異預測線蟲個體的壽命，早於任何衰老的明顯跡象。

當研究小組利用飲食限制處理線蟲，延長它們的壽命後發現，線蟲在它們的生命中維持了年輕的剪接模式。重要的是，這一現象並不局限於一個基因。此外，研究人員還鑒定出了連接剪接與衰老的關鍵分子——剪接因子1（splicing factor 1，SFA-1）。SFA-1同時存在於線蟲和人類中。研究證實，這一因子在衰老相關通路中發揮了關鍵的作用。SFA-1過表達足以延長壽命。【詳細】

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編輯小結

線蟲是一種非常受歡迎的長壽研究動物模型。因為它與人類共享了近一半的基因。此外，它們的壽命很短，只能存活2-3周，且在這段期間，能夠表現出清晰的年齡跡象，如肌肉質量損失、繁殖力和免疫功能下降、皮膚起皺等。小小線蟲已經幫助科學家們發現了大量抗衰老相關研究進展。了解更多相關研究，歡迎點擊小編去年的一個盤點文章【Nature成果入選《科學》十大突破！這25項「衰老」研究你造嗎？】。

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