12.10 越早承受壓力,壽命越長?

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關於衰老,有一箇中心的研究課題是:


個體壽命長短究竟是由什麼決定的?

在一項新的研究中,來自密歇根大學的研究人員通過對秀麗隱杆線蟲(Caenorhabditis elegans)進行觀察後發現,在早期生命中經歷的氧化應激會增加隨後的抗應激能力。換句話說,如果在生命早期能夠承受多一些壓力,或許就能在以後的生活中更好地應對可能遇到的壓力,並最終延長壽命。


當細胞產生過多的氧化劑自由基時,就會出現氧化應激。這是衰老過程的一部分,但也可能來自如鍛鍊、限制卡路里攝入等壓力狀態下。


研究中所使用的生物模型是秀麗隱杆線蟲,通過觀察這類生物,研究人員發現在發育過程中產生了更多氧化劑的秀麗隱杆線蟲可以比那些只產生了較少氧化劑的活得更長。他們將這一發現發表在了近期的《自然》雜誌上。


越早承受壓力,壽命越長?

○ 生物學研究中常用來作為實驗對象的秀麗隱杆線蟲(Caenorhabditis elegans)。| 圖片來源:Wikimedia Commons

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一直以來,科學家都想要了解到底是什麼決定了壽命長度的差異,他們認為其中一部分來自於遺傳,比如如果你的父母很長壽,那麼你活得很久的幾率也會更大;另一部分則是來自於環境

在這次以秀麗隱杆線蟲為觀察對象的例子中,其他的一些可能與壽命長短有關的隨機因素也開始顯現。秀麗隱杆線蟲是一種壽命較短的生物,是衰老研究中常被用到的生物模型,部分原因是這種生物的每個雌雄同體的母親都能產生數百個有著相同基因的後代。然而,即使在相同的環境中,這些有著相同基因的後代的壽命也會有驚人的差異。

如果壽命是由基因和環境決定的,那麼我們應該看到在同一培養皿中生長的這些基因完全相同的秀麗隱杆線蟲會在同一時間死亡,然而事實卻並非如此。研究表明,有的蟲只能存活短短几天,而有的則可能在20多天後依舊生機勃勃地四處活動。那麼問題來了:除了基因和環境因素以外,還有什麼導致瞭如此巨大的壽命長度差異?


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通過這項新的研究,科學家找到了一個重要的原因,他們發現:在秀麗隱杆線蟲的發育過程中,它們產生的活性氧(ROS)的數量差異很大。


活性氧是每一個呼吸空氣的生物體都會產生的氧化劑。活性氧與衰老密切相關:比如許多抗衰老的化妝保養品都會稱它們可以對抗活性氧所引起的氧化損傷。而研究發現,在發育過程中,產生了更多活性氧的秀麗隱杆線蟲會活得更長,而不是更短。

越早承受壓力,壽命越長?

○ 圖片來源:University of Michigan

在研究人員將一整個正處於發育過程中的幼蟲群體暴露於外部活性氧中時,他們發現整個群體的平均壽命都增加了。雖然他們還不知道是什麼觸發了發育過程中的氧化應激事件,但通過實驗他們確定是什麼過程延長了這些蟲的壽命。


在實驗中,他們根據秀麗隱杆線蟲幼蟲在發育過程中的氧化應激水平對它們進行了分類。通過將產生大量活性氧的蠕蟲與產生少量活性氧的秀麗隱杆線蟲分開,他們發現了兩組蟲的主要區別在於一種組蛋白修飾劑,這種修飾劑的活性對氧化應激條件非常敏感。


研究人員還發現,在發育過程中,活性氧的臨時產生會導致在秀麗隱杆線蟲的生命早期中的組蛋白修飾劑發生變化。不過,這種變化是為何可以貫穿整個生命週期,以及它們最終是如何影響和延長壽命的,仍然不得而知。然而我們知道的是,這種特殊的組蛋白修飾劑對哺乳動物細胞中的氧化應激也很敏感。此外,已有研究表明,早期生命的干預措施是可以延長哺乳動物(如小鼠)的壽命的。


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早期生命中的一些事件會對以後的生命產生如此深遠、積極的影響,這一結論著實令人驚喜。如果壓力與衰老,以及與衰老相關的疾病之間有著緊密的聯繫,那麼生命中的一些早期事件或許也會影響與衰老有關的疾病(如痴呆和阿爾茨海默病)的易感性。

接下來,研究人員希望能弄清楚這些早期生命事件觸發了哪些關鍵的變化。一旦理解了這一點,科學家們就可以研發出延長壽命的干預措施,並讓它們在生命的後期發揮作用。


https://news.umich.edu/u-m-researchers-discover-stress-in-early-life-extends-lifespan/


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