02.27 延緩“老糊塗”或有新理論依據 上海科學家發現全新抗衰老靶標基因

延緩“老糊塗”或有新理論依據 上海科學家發現全新抗衰老靶標基因

圖說:蔡時青研究員在實驗室 中科院腦智卓越中心供圖(下同)

新民晚報訊(記者 董純蕾)避免中年發福,是否也能預防老年痴呆?科學家說:就目前的研究,還不能證明兩者之間有因果關係,不過,確實發現一類節食信號通路的長壽突變體,也與延緩行為退化相關;降低某些基因的功能表達,可防止小老鼠的“中年發福”,也能提高老年小鼠的認知功能。上海科學家團隊發現了全新的抗衰老基因靶標,揭示了神經系統衰老的基因調控網絡,也為延緩大腦衰老提供新的理論依據和作用靶標。

延緩“老糊塗”或有新理論依據 上海科學家發現全新抗衰老靶標基因

圖說:上海科學家團隊發現全新的抗衰老基因靶標

北京時間今天凌晨,國際頂級科學期刊《自然》(Nature)在線發表了題為《兩個保守的表觀遺傳調控因子妨礙健康衰老》的研究論文,該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室蔡時青研究組與中國科學院上海巴斯德研究所江陸斌研究組合作完成。

所謂衰老,是生物體隨時間推移各項生理功能逐漸退化,直至最後死亡的生理過程;所謂衰老,也是阿爾茲海默氏症、癌症、糖尿病等慢性疾病最大的風險因素。到目前為止,科學家已經發現有上百個基因可以延長壽命,對長壽的生物學機理也有了一定的認識。都說“歲月是把殺豬刀”,近來的研究也表明,延長壽命不一定延緩衰老過程中的行為能力和認知功能的退化,這與人類的美好願望並不吻合。人類真正向往的延長壽命,顯然是以延緩老化,保持健康的行為和認知能力為前提的。如何能讓老年人口在延長壽命的過程中保持健康的狀態,減少失智或生活不能自理的失能老人數量,是一道極其重要的世界性難題。

延緩“老糊塗”或有新理論依據 上海科學家發現全新抗衰老靶標基因

圖說:我國人口老齡化嚴重,神經退行性疾病的負擔也越來越重

為什麼長生不等於不老?2014年,蔡時青研究組闡明瞭長壽基因不一定延緩衰老過程中動物的行為退化,發現提高神經遞質可改善老年動物行為能力。同齡人為什麼不一樣老?2017年,蔡時青研究組在動物神經系統內發現一條調控動物衰老的新信號通路,在國際上首次揭示了個體之間衰老速度差異的遺傳基礎。

這一次,經過多年的探索,蔡時青研究組與江陸斌研究組合作,既採用了秀麗隱杆線蟲、小鼠兩種模式動物,也在人類大腦基因表達數據庫尋找抗衰老靶標基因,使用多種方法從不同層面抽絲剝繭地解析衰老的調控機制。

成蟲體長僅1毫米的秀麗隱杆線蟲,是一種可以獨立生活的微小動物, 因其遺傳背景清楚、生活史短、行為清晰,而成為研究衰老的重要模式生物。在秀麗隱杆線蟲的研究試驗中,研究人員以神經遞質功能變化為指標,在全基因組水平上篩選、尋找調控衰老的基因,獲得了包含了59個基因的候選名單。而這些候選基因之間又有著千絲萬縷的相互作用,構建了這個迷宮般的複雜調控網絡後,科學家發現其中兩個表觀遺傳調控因子BAZ-2和SET-6位於關鍵節點。降低BAZ-2和SET-6功能,可以顯著提高老年線蟲的神經遞質水平,讓線蟲健康地老去,延緩衰老過程中的行為功能退化。

哺乳動物有兩個基因BAZ2B和EHMT1分別是BAZ-2和SET-6的同源基因。在人類大腦中,BAZ2B和EHMT1的表達量隨衰老逐漸增加,且與阿爾茲海默症的病情進展正相關。研究人員在小鼠試驗中證實,降低Baz2b的功能可以提高老年小鼠的認知功能,並且能緩解小鼠的“中年發福”(即體重隨年齡而增加)。

那麼,這兩個基因是如何抵抗衰老的呢?科學家們進一步分析了箇中原因:細胞的能量工廠——線粒體是關鍵的“勝負手”。在衰老過程中,線粒體功能下降是組織功能退化的重要原因,BAZ2B和EHMT1正是通過調控線粒體功能改變衰老進程——通過表觀遺傳修飾細胞核DNA編碼的線粒體蛋白基因,進而調控這些線粒體蛋白的表達。降低這兩個基因的功能,可提高線粒體功能,從而使老者也能維持較高行為能力。

遠離阿爾茨海默症、帕金森症等神經退行性疾病,延緩“老糊塗”的進程,是越來越多人的迫切願望。隨著更多衰老靶點基因的發現和後續研究的不斷拓展,我們距離願望成真的日子也許不會太遠了。“不過,目前,這兩個抗衰老靶點尚處於基礎研究,距離臨床應用還有很長一段路要走。”蔡時青表示。


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