老而不衰!中科院合作团队发现抗衰老的新目标
2020-02-27 10:38:38
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来源:学术经纬

  随着年龄增长,有的人未老先衰,有的人老当益壮。比起单纯的寿命延长,更多人希望健康状态更能长久保持,头脑灵活,肌体强健,达到“老而不衰”的境界。

  今日,顶尖学术期刊《自然》在线发表的一项新研究,让我们看到了实现“健康老龄化”的可能。中科院神经科学研究所蔡时青研究组和上海巴斯德研究所江陆斌研究组的合作团队,找出调节衰老速度的两种基因调控因子。体内移除这些调控因子,可以帮助“老”鼠预防认知衰退、更显年轻。

  这项发现是怎么做的?学术经纬在今天的文章里和大家一起来看。首先,蔡时青研究组选择了“线虫”作为研究老化的对象。这种长度只有1毫米左右的小蠕虫,生命周期只有短短的3周左右,行为也不复杂,但同样有明显的老化表现,加上遗传背景清晰,是生物学家们研究衰老常用的一种动物模型。

  在过去几年的研究里,这支研究小组发现,增加神经递质可以让老年线虫提高行动能力,不同个体之间衰老速度不同与神经递质水平的变化很有关系。

  于是,以神经递质功能变化为指标,科学家们在线虫的全部基因中进行筛查,逐个查找减少哪种基因的表达,可以调节线虫的衰老程度。由此,研究人员从16000多个基因中层层筛选,找出了59个候选基因。而构建这些基因之间相互作用的网络,他们注意到了处于网络中关键节点的两个基因。

▲通过全基因组RNA干扰筛选影响线虫衰老的基因(图片来源:参考资料[1])

▲通过全基因组RNA干扰筛选影响线虫衰老的基因(图片来源:参考资料[1])

  这两个基因,baz-2和set-6,会随着线虫变老而表达增强。减少它们的表达后,线虫变得健康长寿,进食等各项行为能力的衰退速度大大延缓,还一定程度延长了寿命。因此,线虫的这两个基因有可能是抗衰老的潜在靶标。

  这一发现虽然来自简单的线虫,但在人类的基因组中,我们也有这两个基因的同源基因BAZ2B和EHMT1。而且从已知的数据来看,和在线虫中类似,这两个基因表达在神经系统中,并且会随年龄增长而表达增强,还与阿尔茨海默病(AD)的病情进展呈现相关性。

  那反过来减少这两个基因的表达,会不会让大脑延缓衰老?这种可能性在小鼠身上得到了验证。敲除Baz2b基因的小鼠,老年以后,相比正常小鼠显露出了学习和记忆能力上的优势。有趣的是,老年发胖的趋势也得到遏止,认知、代谢等各方面都显“年轻态”。

▲降低Baz2b,老年小鼠的发胖现象和学习记忆表现都有改善(图片来源:参考资料[1])

▲降低Baz2b,老年小鼠的发胖现象和学习记忆表现都有改善(图片来源:参考资料[1])

  接下来的问题是,BAZ-2/BAZ2B和SET-6/EHMT1这两个基因为什么能调控衰老呢?科学家们继续从机制上展开探索。江陆斌研究员的课题组专长于表观遗传学研究,经过合作,研究团队证明了他们找到的这两个与调控衰老有关的基因属于表观遗传调控因子,其功能是在不影响DNA序列的情况下调控其他基因的表达。

  进一步深挖之下,他们发现,这种表观遗传调控因子调控的基因与线粒体有关。作为细胞内的“能量工厂”,线粒体功能下降是组织功能退化的重要因素。过去十多年来,不断有研究表明,线粒体与长寿有关,如果线粒体出现功能障碍,会引起一系列与衰老有关的现象,比如AD。

 ▲表观遗传调控因子通过调节线粒体功能来调控神经系统老化的模型(图片来源:参考资料[1])

▲表观遗传调控因子通过调节线粒体功能来调控神经系统老化的模型(图片来源:参考资料[1])

  因此综合这些结果,研究人员们找到的这组基因很可能是通过调节线粒体的功能来调节神经系统的老化。或许,这一全新的抗衰老靶点可以为我们找到老而不衰、健康长寿的方法。


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