男性 DNA 被發現了長壽的關鍵因素,10年壽命與此有關
一種普遍存在的基因突變可能使男性壽命延長近 10 年,上周五研究者們公布了這一發現。
《科學進展》(Science Advances)期刊的文章寫道,這種突變似乎對女性沒有任何影響,但它依然是表現出對人類壽命影響的少數基因變異之一。
科學家們通過研究這些基因,有機會通過研製出模仿變異效果的藥物來延緩衰老。不過開發過程任重道遠。
說到壽命,後天要比先天對其影響更大。比如說,1875 年,德國人均壽命不到 39 歲;如今則超過 80 歲。
德國人壽命延長了幾十年,不是通過基因進化改造,而是通過獲取清潔的水、現代藥物和其他保護健康的手段。
不過,遺傳對人的壽命顯然也起到一定作用。比如,有許多研究表明,基因相同的同卵雙胞胎比異卵雙胞胎更可能有近似的壽命。
在 2001 年對賓夕法尼亞州阿米什農民的研究中,研究者發現,近親比遠親更有可能壽命相同。
遺傳對壽命的影響其實和對高血壓一樣大。但大規模的人類 DNA 調查沒有找到幾種對長壽的有明顯影響的基因。
「這令人非常失望,」愛因斯坦醫學院(Albert Einstein College of Medicine)的遺傳學家 Nir Barzilai 說。
追蹤基礎生物學線索時,研究者的運氣還不錯。例如,許多物種的體格和壽命都有相關性。
「如果你觀察狗、蒼蠅、老鼠,不管是什麼,體格小一些(相對在在這個物種中)壽命就越長,」Gil Atzmon 說。他是以色列海法大學(University of Haifa in Israel)的遺傳學家、 Barzilai 的合作夥伴。
這些結果促使研究者仔細觀察了促進人體生長的各種分子。其中最重要的一種是生長激素,它在人腦中生成,然後遍布身體各處。
這種激素依附於細胞,與一種叫「生長激素受體」的細胞表面結合。這種生長激素信號能刺激細胞更快生長。細胞也可能釋放自己的信號分子,即 「生長因子」。
約四分之一人的生長激素受體發生過基因突變——這導致一大部分 DNA 缺失。
有這種基因突變的人能產生有效受體,但受體的形狀略有不同。2005 年前後的研究表明,此類突變可能使兒童身材矮小。
身高和長壽的聯繫使 Atzmon 和同事們思考,這種基因突變會不會也影響壽命。
研究者們在 567 名 60 歲以上的德系猶太人(Ashkenazi Jew)及子女身上進行了生長激素受體的基因測序。Barzilai 對這些對象已經研究了許多年。
他們發現,這種突變在 12% 的百歲男性身上出現,比在 70 歲以上男性中的出現概率高 3 倍多。
然而,女性的兩個不同年齡組的基因突變概率大致相當。
接著,Atzmon 和同事又分別檢驗了美國、法國和阿米什人中長壽人群的基因,總共調查了 814 個對象。
從這三個群體中,研究者觀察到了相同的結果。在男性中,成長基因受體的基因突變與顯著的長壽有關。
法國南部城市卡爾莫(Carmaux)。近期研究者發現有種基因突變可能讓男性壽命延長 近 10 年。圖片版權 Pascal Pavani/法新社-Getty Images
「對我來說,這些結果很具說服力,」Ali Torkamani 說,他是加州拉霍亞(La Jolla)斯克里普斯科學研究院(Scripps Translational Science Institute)基因組信息學院的主任。
未參與這項研究的 Torkamani 表示,這是首次將生長激素受體與長壽之間建立聯繫。
「我相信在這方面一定會有所發現,」荷蘭萊頓大學醫學中心(Leiden University Medical Center)的遺傳學家 P. Eline Slagboom 說。
但她對研究結論的態度有所保留,因為只有男性顯示出了效果,而且這次研究的規模較小。「這是號召學界做更大規模的研究,」她說。
2008 年,Barzilai 與同事們發現,還有一種與成長相關的基因突變可能延長壽命——這次只發生在女性身上。這次研究與新發現結合起來,表明男性和女性是以不同的基因路徑實現長壽的。
但研究者不知道究竟是什麼路徑。「整個課題都令我們很震驚,」Barzilai 說。
這次新研究還顯示,壽命和身高的關係比科學家預想得更為複雜。
他們原以為,有基因突變的長壽男性會更矮。可事實恰恰相反:基因突變似乎把男性身高拔高了約一英寸。
Barzilai 和同事們猜測,在男性體內,基因突變可能引發了刺激生長信號的一連串變化,使細胞對低水平的生長激素沒那麼敏感了。
然而,當生長激素水平飆升時,細胞比在未突變男性體內分化得更快。受體以某種方式擴大了生長信號。
這種敏感性會刺激青春期男孩的成長,這時他們體內充滿了生長激素。但成年後激素量下降,細胞分化會變慢,而且可能不再產生自有的刺激生長分子。
無數研究表明,多餘的生長信號會加速老化過程。一種理論是,人體內的細胞生長和細胞損傷修復可能是此消彼長的。
生長激素受體突變的男性可能將更多資源用於機體修復,因而減緩了衰老過程。
近年來,某些醫生給患者開生長激素來抗衰老和增強體質。Barzilai 說,這項新研究表明,保持低水平的生長激素可能才是更好的長壽策略。
「我們擔心會給人們適得其反的療法,」他說。
現在,Barzilai 和同事們希望通過降低老年人的生長激素水平來模擬新發現的基因突變效果。
他們在動物實驗中使用一種叫「二甲雙胍」的藥物,已經取得了不錯的結果。
「實現這一設想指日可待」Barzilai 說。
翻譯 Alicia Lee
題圖來自PIXNIO
2017 THE NEW YORK TIMES
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