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Sci. TM:“不老”动物为攻克人体衰老带来线索

2011年03月03日 浏览量: 评论(0) 来源:新华网 作者:佚名 责任编辑:lwc
摘要:有些动物只会长大,不会变老,直至死亡它们的身体都同年轻时一样,燕鸥就是个例子,它们甚至连生理机能都不会减退。“找到预防老化的方法并逆转老化过程,是老年医学领域的圣杯。”尼斯比特说,海鸟已经提供了一些线索,我们希望能循着线索找到明确答案,使人类有一天也能将时光之箭前行的脚步按下暂停。

有些动物只会长大,不会变老,直至死亡它们的身体都同年轻时一样,燕鸥就是个例子,它们甚至连生理机能都不会减退。“找到预防老化的方法并逆转老化过程,是老年医学领域的圣杯。”尼斯比特说,海鸟已经提供了一些线索,我们希望能循着线索找到明确答案,使人类有一天也能将时光之箭前行的脚步按下暂停。

技术进步:延长了老化过程?

根据美国疾病控制预防中心的数据,2007年出生的美国人平均寿命将达到77.9岁。而仅在一个世纪前,人类的寿命还只有49.2岁,技术进步已经明显改变了人类的老化过程。而根据德国马克斯·普朗克研究院人口统计研究所生物学家安妮特·鲍迪斯克的研究,医学技术进步却增加了人类对老化后果的体验,因为以前能活到更高龄的人数很少,死于老年的人口比例比现代工业社会要低很多。

净水、疫苗、更好的生活条件,不仅极大降低了婴幼儿和青少年死亡率,也延长了人类寿命。鲍迪斯克说,老化仅仅是个年龄增加的过程,所有的动植物都会长大成熟,而人类和其它生物如燕鸥之间的最大区别就是,不断成熟的过程对不同物种的死亡风险所造成的影响不同。

鲍迪斯克在发表于2月14日《生态与进化趋势》上的研究论文中称,他们建立了数学模型,绘制了多种动物的死亡风险曲线,发现各有各的独特形状,甚至不同的人群之间也有不同的死亡风险曲线。

总的来看,人类死亡风险曲线有点像个不对称的U型:婴儿时期死亡风险相对较高,青春期和青年期下降,此后随着年龄再次增加;某些动物如淡水水螅,整个生命中死亡风险保持不变;而燕鸥的死亡风险却随年龄增加而明显降低,这好像是违反直觉的:一只更老的燕鸥似乎比一只年轻的燕鸥死亡的可能性更低。

“我的29岁的燕鸥还能生育,”尼斯比特说。这只迄今存活寿命最长的燕鸥产下了最健康的后代,也确实比其它更年轻的燕鸥更容易生存。

两个关键:端粒和自由基

对于细胞为何以及如何衰老、死亡,目前有两种主流解释。

一种认为,所有的细胞染色体都有一个端粒,年轻细胞的端粒很长,但在不断复制的过程中会逐渐变短,当端粒太短时,细胞就会死亡,正像制作影印时裁下的边缘,如果一页印本裁下了太多单词,就会无法阅读。而对于燕鸥来说,其细胞端粒相比同样大小的其它动物而言变短速度要慢得多,而且燕鸥的端粒酶能对切短的端粒进行补充。大部分动物在出生后不久,端粒酶就失去功能,但燕鸥的端粒酶在整个生命期间都能保持活性。每个物种的端粒损失率都不同,科学家目前仍在对各种动植物进行探索,以找出影响端粒长度的因素。

另一种主流解释是,老化过程是由于细胞中新陈代谢产生的损害的累积。身体分解食物获取能量的过程和持续燃烧过程非常相似,就像壁炉里很小的火焰也会放出少量的污染一样,在体内,这种“污染物”成为自由基,会对细胞造成很大伤害。

生命选择:延长还是加固?

燕鸥并不是唯一的“不老”动物,很多动物在长期的生命过程中也好像喝了“青春泉”,只显出极少的衰老迹象,比如一些其它的海鸟、短吻鳄、鳄鱼和某些乌龟。而医学进步虽然已经延长了人类的寿命,却未能阻止老化的侵袭。

尽管科学界对造成老化的原因尚无统一看法,但目前已在着力预防老化的副作用,比如最具争议的一项做法是“热量限制长寿法”,只消耗正常卡路里数量的75%,再加上些补充营养,以此来躲避老化。这不仅仅是一种流行时尚,也有许多证据支持。而且,这种策略降低了一种名为胰岛素样生长因子1(IGF1)的水平。今年2月16日《科学—转化医学》上的一篇研究论文指出,由于某种基因变异导致体内产生的IGF1比正常数量少得多的人,不会罹患老化所致的癌症或糖尿病,而且他们变老的迹象也少得多。

动物变老而不显出衰老迹象,能产生更多强壮的后代,这在持续繁殖中更具优势。自然选择让繁殖实现了最优化,而不是老化。但另一方面,动物繁衍了后代,就需要增加生活空间,给有限的资源供给带来压力,因此老化死亡的父母能让子孙受益。当有机体不再接到成长的信号,它就能将能量保留下来,储存作资源,南加利福尼亚大学老年医学专家沃特·朗格说,动物将能量用于保护机制,而不是用来延长生命。死亡不可避免,通过研究老年动物为何还能保持强壮,也许有一天,人类能让老化过程也达到最优化。

原文出处:

Sci Transl Med   DOI: 10.1126/scitranslmed.3001845

Growth Hormone Receptor Deficiency Is Associated with a Major Reduction in Pro-Aging Signaling, Cancer, and Diabetes in Humans

Jaime Guevara-Aguirre1,*?, Priya Balasubramanian2,3,*, Marco Guevara-Aguirre1, Min Wei3, Federica Madia3, Chia-Wei Cheng3, David Hwang4, Alejandro Martin-Montalvo5,6, Jannette Saavedra1, Sue Ingles7, Rafael de Cabo5, Pinchas Cohen4 and Valter D. Longo2,3,8,?

Abstract

Mutations in growth signaling pathways extend life span, as well as protect against age-dependent DNA damage in yeast and decrease insulin resistance and cancer in mice. To test their effect in humans, we monitored for 22 years Ecuadorian individuals who carry mutations in the growth hormone receptor (GHR) gene that lead to severe GHR and IGF-1 (insulin-like growth factor–1) deficiencies. We combined this information with surveys to identify the cause and age of death for individuals in this community who died before this period. The individuals with GHR deficiency exhibited only one nonlethal malignancy and no cases of diabetes, in contrast to a prevalence of 17% for cancer and 5% for diabetes in control subjects. A possible explanation for the very low incidence of cancer was suggested by in vitro studies: Serum from subjects with GHR deficiency reduced DNA breaks but increased apoptosis in human mammary epithelial cells treated with hydrogen peroxide. Serum from GHR-deficient subjects also caused reduced expression of RAS, PKA (protein kinase A), and TOR (target of rapamycin) and up-regulation of SOD2 (superoxide dismutase 2) in treated cells, changes that promote cellular protection and life-span extension in model organisms. We also observed reduced insulin concentrations (1.4 μU/ml versus 4.4 μU/ml in unaffected relatives) and a very low HOMA-IR (homeostatic model assessment–insulin resistance) index (0.34 versus 0.96 in unaffected relatives) in individuals with GHR deficiency, indicating higher insulin sensitivity, which could explain the absence of diabetes in these subjects. These results provide evidence for a role of evolutionarily conserved pathways in the control of aging and disease burden in humans.

对不起,暂无资料。
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