核心提示:兒童時期體重增加得更快,與更高的發病率和死亡率相關,壽命自然也更短。此外,這種關聯在男性中更為明顯,不同性別中調控壽命的基因位點存在差異。這也給為人父母提了個醒兒,“孩子未來能否長壽”很可能掌握在你們的手里!
??近日,世界三大頂尖學術期刊之一Science上新發表了一項有意思的研究,提供了對“長壽決定因素”的新見解。來自瑞士洛桑大學和美國田納西大學的研究學者聯合探究了線蟲、小鼠及人類模型中對壽命的影響因素,發現生命早期獲得的營養素會通過影響個體的生長情況來作用于壽命。
??簡單來說,兒童時期體重增加得更快,與更高的發病率和死亡率相關,壽命自然也更短。此外,這種關聯在男性中更為明顯,不同性別中調控壽命的基因位點存在差異。這也給為人父母提了個醒兒,“孩子未來能否長壽”很可能掌握在你們的手里!
??眾所周知,衰老的影響因素很多。但多種因素在衰老和壽命中的交互影響效果如何?這方面的研究依然不足。為探明其中關聯,研究者將壽命決定因素分為兩大類:一是遺傳因素,比如性別、年齡;二是非遺傳因素,比如產仔數和生命早期獲得的營養素。
??第一步是動物實驗,篩選出特定的性別/年齡相關的長壽位點,判斷遺傳因素對壽命的影響。
??研究者從美國國家老齡化研究所的干預試驗計劃(NIA ITP)中收集到3276只小鼠的基因數據,發現了一個很有意思的現象:雌性小鼠的中位壽命比雄性高,約長出50天(該結果也與人類情況類似,即女性往往比男性更長壽一些)。
??性別間的壽命差異主要歸因于雄性小鼠在300-800天時早期死亡率的增加。不過,到800-1000天時,雌性小鼠的死亡率更高。當時間繼續延長,到了1000天左右,雄性和雌性的死亡率趨于一致。
??果不其然,長壽遺傳位點是具有性別差異性的。聯合分析雄性和雌性時,研究者在小鼠的第12號染色體上發現了一個定量性狀基因座(QTL),這個QTL在之前的研究中被判定為長壽基因座。然而,在單獨分析各個性別時,研究者發現雄性和雌性具有不同的長壽遺傳決定因素,比如他們在第3號染色體上找到了一個雌性特有的基因座,但雄性中并未發現。
??但是雄性真的沒有特有的長壽位點嗎?難道從基因角度出發,雄性動物就不可能長壽?
??事實上并非如此,正如前面提及的那樣,雄性小鼠在早期的死亡率較高但到了晚年又和雌性趨于一致。因此,在排除早期死亡的影響之后,研究者在雄性基因上也找到了幾個重要的長壽位點,包括最重要的第4號染色體上位點,以及第2、9、10、12號染色體上不太顯著的位點。這個發現意味著,某些遺傳變異對超過一定年齡的長壽才有影響。
??不同性別/年齡中的長壽位點
??綜上,在不同性別/年齡間存在著影響長壽的不同基因位點,也就是基因位點對壽命的影響取決于性別和年齡。
??第二步是聯合人類試驗,判斷非遺傳因素(如早期生長、體型)與壽命之間的相互作用。
??依然是在動物實驗中,研究者觀察到一個奇特的現象——生命早期體重與壽命之間存在負相關性,且這種關系在雄性小鼠中更為明顯。比如,在6個月大時,雄性和雌性小鼠的體重增加10g,會導致死亡風險分別提高約80%和20%。
??雄性/雌性中體重與壽命存在反比關系
??不過,體重的差異可以歸因于遺傳、環境等多種外界因素。為了得到更為有說服力的證據,研究者進一步收集了1575只實驗小鼠的產仔數信息,能更為直觀地展現壽命和生長速度之間的聯系。
??結果發現,產仔數的大小與小鼠的壽命呈顯著正相關性,即窩仔數更少(5-10只)的小鼠壽命更短。其實很好理解,產仔數量越少,小鼠在子宮中的生長速度更快,即生命早期獲得的營養素更多,體重自然會隨之上升。產仔數越少,小鼠壽命越短,很明確地彰顯了“生命早期生長速度過快,與壽命縮短有關”。
??產仔數與長壽之間的關聯
??研究者在人類試驗中也發現了類似的關聯。他們調查了英國生物數據庫(UK Biobank)中的數據發現,兒童時期的體重增加與更高的發病率和死亡率有關,尤其是男性。其中,10歲時的體重以及BMI越高,壽命反而越短。
??可見,每個生命都遵循著自然生長規律,生命早期更快的生長并非好事,“揠苗助長”可使不得!
??第三步跨越物種,在蠕蟲的壽命實驗中精準找到長壽基因。
??細心的讀者會發現,上述研究中提到的都是基因位點。長壽基因位點算是一個比較大的單位,每個位點下可能存在數十個基因。為了得到影響長壽的具體基因,研究者對來自成年/老年、雌性/雄性的33個肝臟進行了RNA測序,以識別具有等位基因和單倍型特異性表達的基因。
??候選長壽基因的注釋、優先排序和驗證
??在綜合了上述得到的信息后,研究者通過秀麗隱桿線蟲的壽命實驗,最終找到了得分高的基因,即保守的長壽基因,包括Hipk1, Ddost, Hspg2, Fgd6, and Pdk1,它們才是影響長壽的“罪魁禍首”!
??讀完這篇研究, 不知道大家是不是和小編產生了一樣的想法:研究者像在不斷地“闖關、升級、打boss”——從小鼠實驗,到人群試驗,再回到蠕蟲實驗,層層往下挖掘“長壽的奧秘”,最終找到了具體的基因。很有意思是不是?可能這才是科學的魅力。
??綜上,研究者挖掘出了影響長壽的決定因素,包括遺傳因素和非遺傳因素。遺傳因素中,基因對壽命的影響取決于性別和年齡;而非遺傳因素中,生命早期的快速生長會導致壽命的縮短。
??參考資料:doi:10.1126/science.abo3191.