早期生活中的一些压力能够延长寿命
作者: mints 编译 / 426次阅读 时间: 2019年12月19日
标签: 压力 活性氧 氧化应激
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早期生活中的一些压力能够延长寿命
mints 编译


密歇根大学的科学家在最新一期《自然》杂志上发表的研究发现,生命早期的氧化应激(oxidative stress)经历能够提高后续生活的抗压能力。

当细胞产生更多的氧化剂和自由基时,氧化应激就会发生。这是衰老过程的一部分,但也可能是由于运动和热量限制等压力条件引起的。


密歇根大学的科学家Ursula Jakob和Daphne Bazopoulou研究了一种叫做秀丽隐杆线虫的线虫。他们发现,在发育过程中产生更多氧化剂的蛔虫的寿命比产生更少氧化剂的同等蛔虫寿命更长。

分子、细胞和发育生物学教授雅各布(Jakob)说,研究人员一直想知道,到底是什么决定了寿命的差异。其中一部分是遗传学:如果你的父母长寿,那么你也很有可能活得更久。环境是另一部分。

对于秀丽隐杆线虫来说,也可能会牵涉到其他的随机因素。之所以衰老研究都会意这些寿命较短的生物作为主要的研究对象,其中的一部分是因为,每一个雌雄同体的母亲都会产生数百个基因相同的后代。但是,雅各布说,即使是在相同的环境中,这些后代的寿命也会有巨大的差异。

“如果寿命仅仅由基因和环境决定,我们可以期望生长在同一培养皿中,具有相同基因的蠕虫都会在大约同一时间死亡,但这根本不是事实。有些虫子只活了三天,而其他的虫子在20天后仍然快乐地移动着身体。


遗传和环境都会影响寿命


那么问题来了,除了遗传和环境之外,到底是什么导致了同一个培养皿中巨大的生命差异?”

论文的主要作者,博士后研究人员Jakob和Bazopoulou发现,秀丽隐杆线虫在发育过程中产生的活性氧的种类的数量有很大的变化,他们据此找到了部分的答案。

活性氧(reactive oxygen species, ROS),是每一个生物呼吸空气时产生的氧化剂。ROS与衰老密切相关:许多抗衰老药膏声称,它们可以抵抗ROS引起的氧化损伤。Bazopoulou和Jakob发现,在发育过程中产生更多活性氧的蠕虫并没有寿命更短,反而活得更长。

Bazopoulou说:“在人生早期遇到压力,可能会让你更好地应对日后可能遇到的压力。”


当研究人员在幼虫发育过程中将整个幼虫种群暴露在外部活性氧中时,整个种群的平均寿命增加。尽管研究人员还不知道是什么在发育过程中触发了氧化应激事件,但他们能够确定到底是哪些过程增强了这些蠕虫的寿命。

为此,Bazopoulou根据发育过程中的氧化应激水平对成千上万的线虫进行了分类。将产生大量ROS的蠕虫与产生少量ROS的蠕虫分开之后,他们发现两组之间的差异主要在于一组蛋白修饰剂(H3K4me3)水平的不同。

如果线虫的ROS水平越高,该修饰就越少。研究人员们指出,在发育过程中产生的ROS,会改变线虫的组蛋白修饰。由于某种目前还未知的原因,这种修饰能持续维持,并延长它们的寿命。


两组线形虫H3K4me3的定量分析
doi.org/10.1038/s41586-019-1814-y

虽然,目前还不知道这些变化是如何在一生中持续存在的,以及它们最终如何影响和延长寿命。然而,已知的情况是,该特定组蛋白修饰剂(H3K4me3)对哺乳动物细胞中的氧化应激敏感。此外,已经证明,移除细胞里的H3K4me3,可以增加哺乳动物细胞对应激的耐受性。即,早期生命干预可延长哺乳动物模型系统(如小鼠)的寿命。

“早期生活事件对生命后期产生如此深远和积极的影响,这确实令人着迷。考虑到压力、衰老和年龄相关疾病之间的紧密联系,生活中的早期事件也可能影响老年疾病的易感性,如痴呆症或阿尔茨海默病”Jakob教授说。

研究人员接下来想弄清楚这些早期生活事件引发了哪些关键变化。了解这一点可能会让科学家开发出在生命后期有效延长寿命的干预措施。

Daphne Bazopoulou et al., (2019), Developmental ROS individualizes organismal stress resistance and lifespan, Nature, DOI:10.1038/s41586-019-1814-y
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