有抗衰老基因吗?

由:莫莉埃德蒙兹

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不关心长寿的老鼠
©iStockphoto/ rdegrie

如果你是一个孩子,或者在1985年后有了孩子,那么你可能对劳拉·约菲·Numeroff的书《如果你给老鼠一块饼干》很熟悉。在书中,我们可以得知,如果你给一只老鼠前面提到的饼干,他会想要一杯牛奶,这将导致大量的请求的老鼠——整个清单的要求可能会连最让灵魂的耐心。不过,下次当你考虑给一只啮齿动物吃东西的时候,想想这个:如果你不给那只老鼠饼干,它可能会永远活下去。

这不仅仅是另一本可爱的儿童书籍的前提;自上世纪30年代以来,科学家们就知道,限制老鼠的热量摄入会使它们活得更长。其他生物也一样,比如蠕虫和果蝇。现在,你可能会想,你真的不在乎老鼠是否活得更久,尤其是如果它们是不断需要牛奶和饼干的贪婪生物,但研究人员从这些老鼠身上学到的东西可能对我们有非常重要的影响。

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只要看一眼快餐店的数量和儿童肥胖人数的增加,我们就会知道,我们中的许多人很难接受限制卡路里的饮食,此外,这不是一种简单的饮食,无论你的意志力有多强。为了延长大约40%的寿命,老鼠必须减少至少30%的卡路里摄入,同时仍然保持包括所有必需的维生素和矿物质的饮食[来源:梅森].

这是一种很难的饮食,尽管这种养生法曾经适用于我们的祖先。进化生物学家认为,我们可能已经发展出了在大饥荒时期通过限制热量来延长生命的能力。吃得越少,我们的寿命就越长,但我们繁殖的可能性就越小;这将确保我们不会生出只会挨饿的幼崽。在食物充足的时候,我们吃,我们繁殖,然后,完成了进化的职责,我们死亡。

虽然研究人员已经弄清楚这种饮食为什么有用,以及如何在实验室动物身上复制这种结果,但直到最近才知道通过限制热量来延长寿命的过程是如何起作用的。事实证明,卡路里限制的成功可能是由于一个基因,而了解这个基因可能对我们自身的衰老过程产生巨大的影响。

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SIRT1:人类抗衰老基因

科学家们想要在不麻烦地限制卡路里的情况下激发热量限制的效果。"width=
科学家们想要在不麻烦地限制卡路里的情况下激发热量限制的效果。
©iStockphoto/ Kangah

“没有痛苦,就没有收获”是大多数饮食和锻炼计划的咒语。然而,由于严格限制饮食对大多数人来说并不是一个好的长期解决方案,科学家们一直在试图找到一种方法,在不减少卡路里的情况下达到同样的效果。是什么让身体认为自己消耗了更少的卡路里呢?

麻省理工学院(mit)生物学教授伦纳德·p·加伦特(Leonard P. Guarente)博士在20世纪90年代中期研究酵母细胞时,偶然发现了一个可能的答案。正如预期的那样,当细胞被给予非常少量的食物时,它们活得更长。加伦特博士开始操纵细胞的基因,以确定它们在延长寿命中扮演了什么角色。当接受热量限制的酵母细胞被赋予一种特定基因时,它们活得更久,而当Guarente博士消除了这种基因时,热量限制就毫无意义了,酵母细胞也死亡了。这个基因是沉默信息调节剂2号,或者SIR2

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SIR2似乎通过停止细胞中废物的产生来阻止衰老过程,这使得细胞工作得更好更久。Guarente博士用另一种小型生物蛔虫复制了他的结果,结果显示,在几个不同物种的热量限制期间,这种基因在延长寿命方面发挥了作用。但是人类呢?

事实证明,人类没有SIR2基因,但我们有一种基因,似乎做着同样的事情:SIRT1.sirr2和SIRT1似乎在体内以同样的方式工作;它们负责修复体内的DNA并抑制某些基因。基因沉默这种抑制很重要,因为如果错误的基因被激活,那么细胞的功能就会被破坏。阿尔茨海默氏症和糖尿病的发生可能就是因为这种类型的基因故障。

Guarente博士认为,随着我们年龄的增长,sirr2和SIRT1(统称为sirtuins蛋白)被多任务处理,这样基因沉默就被搁置一旁了。因此,我们最终会患上与老年有关的疾病,如癌症、心脏病以及前面提到的阿尔茨海默病和糖尿病。热量限制之所以如此有效,似乎是因为它有助于sirtuins在体内更好地工作。

然而,如果限制卡路里饮食是不现实的,那么知道这一点又如何能帮助我们活得更长呢?

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白藜芦醇和长寿

红葡萄酒中的一种成分白藜芦醇可能是延年益寿的关键。"width=
红葡萄酒中的一种成分白藜芦醇可能是延年益寿的关键。
©iStockphoto/ anzeletti

如果由于SIRT1和sir2基因的增加,热量限制(在实验动物中显示可以延长寿命)是有效的,那么我们如何让这些基因更频繁地发挥作用呢?事实证明有一个中介:热量限制增加了nictotinamide腺嘌呤二核苷酸,或河畔,在每个细胞中。这是因为NAD通常会将食物中的葡萄糖转化为能量。卡路里越少,就有越多的NAD可用,它们会找点事做,最终会刺激SIR2和SIRT1的活动。因此,研究人员目前的任务是找到一些类似NAD的东西,以激活这些抗衰老基因。如果他们能找到这种神奇的子弹,并将其制成药丸,那么人类就可以服用这种药丸,维持现有的饮食,活得更长。

一个受到广泛关注的潜在sirtuin调节因子是白藜芦醇.你可能熟悉白藜芦醇是葡萄皮中的一种成分;相对于白葡萄酒,它在红葡萄酒中含量更高。在实验室中,我们的老朋友,当给予白藜芦醇时,酵母细胞的寿命延长了70%[来源:韦德].老鼠也有好处:实验室里吃高脂肪食物的老鼠寿命和你预期的一样长,而吃高脂肪食物并结合白藜芦醇的老鼠寿命更长,似乎表明白藜芦醇可以模拟热量限制并激活那些抗衰老基因[来源:韦德].

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科学家们仍然有工作要做的将这些结果应用于人类,因为人类已经生活那么多时间比老鼠和酵母细胞——想象多少年我们必须坐在增加白藜芦醇是否有任何差异对于一个50岁的人。然而,我们知道答案不仅仅是每天一杯红酒来刺激SIRT1。一个体重150磅(68公斤)的人每天要喝750到1500瓶红酒才能摄入这么多的白藜芦醇。韦德].

除了研究这一课题所需的时间外,对延长寿命感兴趣的研究人员在认知方面还有一场艰苦的战斗要攀登。人们很容易将服用药片延长寿命的想法视为一厢情愿的骗局,而且在有那么多疾病需要治疗的情况下,这似乎不是一个非常紧迫的需求。然而,正如我们前面提到的,随着我们年龄的增长,很多疾病会降临到我们身上。减缓细胞的老化过程可能会消除这些情况。

想了解更多关于衰老以及我们如何活得更久的信息,请看下一页。

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  • 韦德,尼古拉斯。《抗衰老药物:最难的测试仍在前方》《纽约时报》。2006年11月7日。(2009年4月20日)http://www.nytimes.com/2006/11/07/science/07drug.html?scp=7&sq=SIR2&st=cse
  • 韦德,尼古拉斯。“从酵母细胞,衰老过程的新视角”《纽约时报》。2000年2月20日。(2009年4月20日)http://www.nytimes.com/2000/02/22/science/from-a-yeast-cell-a-new-look-at-the-process-of-aging.html?scp=1&sq=SIR2&st=cse
  • 韦德,尼古拉斯。“研究激发了寻找增加人类寿命方法的希望。”《纽约时报》。2003年8月25日。(2009年4月20日)http://www.nytimes.com/2003/08/25/us/study-spurs-hope-of-finding-way-to-increase-human-life.html?scp=9&sq=SIR2&st=cse
  • 韦德,尼古拉斯。“是的,红酒蕴含答案。检查剂量。”《纽约时报》。11月2日,2006年。(2009年4月20日)http://www.nytimes.com/2006/11/02/science/02drug.html?scp=20&sq=SIR2&st=cse

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