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Science子刊:科学家找到了第一个抗衰老基因突变,可延寿10年

近期,美国西北大学的心血管专家Douglas Vaughan博士在《科学进展》杂志上发表了论文,他研究了一直过着隐居生活的阿米什人,在他们身上发现了第一个抗衰老的基因突变。携带这种基因的人比普通人平均多活10年。

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在美国有着一群过着隐居生活的人——阿米什人(Amish),他们住在乡间,恪守传统的宗教信条和简朴生活方式,至今仍然点油灯、坐马车,堪称是现代版的桃花源中人。

据英国《独立报》网站11月15日报道,在阿米什人基因中发现的一个抗衰老突变似乎延长了他们的寿命,携带仅仅一个SERPINE1基因非功能性拷贝的人比群体中的其他成员平均多活10年。

mp44855841_1448613333988_3_th_fv23.jpeg阿米什人并不完全拒绝现代科技,更多是不希望沦为科技的奴隶

这样一群几近与世隔绝的人,却在近日登上了《科学》子刊《科学进展》(Science Advances)。美国西北大学的心血管专家Douglas Vaughan博士参与撰写了在《科学进展》杂志上发表的论文,他说:“他们总体上并不借助现代医学,因此携带者的85岁中位数寿命非常引人注目。”在接受检测的177人中,43人有突变。衰老是最让人捉摸不透的生物过程之一,因此,找到一个具有如此显著效应的单个突变非同寻常。Vaughan博士说:“确定长寿的遗传预测因子一直是个巨大的挑战。”衰老伴随着许多症状。这个突变值得关注的是,它似乎消除了这其中很多症状,具有从防范糖尿病到保持心血管弹性的种种效应。沃恩博士说:“我们谈论的这个东西似乎在分子层次、在荷尔蒙层次、在组织层次具有影响,能让人的寿命延长。”这个突变导致端粒加长,端粒是DNA链末端对染色体进行保护的小帽子,端粒在衰老过程中会缩短,这个突变具有生命增强效应的原因或许就在于此。然而,这个非功能性基因的两个拷贝有着完全相反的效果。它不仅不能保护一个人免于疾病,反而与受伤后的出血不止有关。沃恩博士说,在一般人群中,类似突变的几率为7万人当中有1例左右。

640.webp (1).jpg论文通讯作者Douglas Vaughan教授

由于阿米什人的生活与外界隔绝,同其他人群相比,他们彼此间的联系更为紧密,这或可解释为什么SERPINE1突变在他们当中相对较普遍。就了解衰老等复杂过程的遗传学而言,沃恩博士表示,这为今后的工作提供了一个很好的例子。

“健康地老去”目前还只是一种梦想,因为年龄实在会增加太多慢性疾病的发病风险,而对付这些疾病就已经颇为不易了,抗衰老就更是难上加难,某种程度上来说,攻克衰老也可以算是医学研究的终极目标之一。只可惜,除了限制卡路里摄入量,目前还很少有方法能有效预防老年常患的糖尿病、心血管病等疾病,从而延长寿命。

upload%2F20171122%2F37241511313950334.jpg在对衰老机制的探索中,与凝血功能和血栓形成有关的纤溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1)进入了科学家们的视线。这种物质插手了端粒长度缩短导致的细胞复制性衰老、2型糖尿病中的胰岛素抵抗等过程,也与冠心病的发病风险有关,对PAI-1进行选择性抑制使小鼠的寿命延长了四倍。

但PAI-1真的就是解锁抗衰老谜题的密钥之一吗?动物实验的良好结果毕竟不能解释所有问题。多年来一直探索PAI-1相关课题Douglas Vaughan想起了20余年前看过的一例病例报告:一位小女孩在简单的头皮血肿手术中险些因大出血而丧命,当时进行的基因测序显示,小女孩体内编码PAI-1的SERPINE1基因出现纯合的功能缺失突变,导致PAI-1缺乏,凝血功能异常,进而发生大出血。

这位小女孩正是来自当地的阿米什人社区,由于宗教信仰,阿米什人往往多近亲通婚,因此携带相同基因突变和患遗传病的几率相对较高,研究人员后来又在她的同社区居民当中发现了19例同样存在该基因纯合突变的PAI-1缺陷患者。这可以说是用来验证PAI-1对人体影响的天然队列啊。640.webp.jpg

2015年5月,Vaughan教授带领的研究团队来到了印第安纳州小城Berne。两天之内,好奇的阿米什人们坐着马车聚到研究人员设立的检查站进行检测,研究人员最终完成了对177名年长的阿米什人基因测序、端粒长度测定和其他方面的身体指标检查。

研究人员共找到了43位SERPINE1基因缺失突变的携带者,他们的平均寿命比生活方式相近的同社区受试者要长10年!同时他们的白细胞端粒长度也比非携带者长10%,而端粒长度是衡量衰老和老年人死亡风险的重要指标。为排除生活方式的影响,研究人员还对非携带者和美国整体人群进行了比较,发现阿米什人的血糖、血压等指标也与整体人群相近,看来长寿还真要归功于SERPINE1基因突变导致PAI-1低水平,带来的一系列代谢有益改变。

upload%2F20171122%2F66651511313999676.jpg绿色部分就是端粒了,关于端粒与衰老关系的研究可是拿过2009年诺贝尔奖的

进一步的分析显示,SERPINE1基因缺失突变的携带者无一患糖尿病,空腹胰岛素水平也比正常人低28%,可以说是实现了“糖尿病免疫”!在心脑血管状况方面,缺乏PAI-1的突变携带者没有血栓拖累,也体现了血管的“年轻化”。因此研究人员认为,SERPINE1基因缺失突变确实可以降低糖尿病和心脑血管疾病风险,使人更加长寿。

当然,有读者肯定会问:只找到第一个有益的基因突变,那没有突变的其他人怎么办?既然确认了PAI-1低水平可以预防多种疾病,那还可以依靠药物啊。Vaughan教授已与日本东北大学宮田敏男教授团队合作开发PAI-1的口服抑制剂,目前在日本完成了临床I期试验,西北大学也在计划向FDA提交该药(TM5614)调节2型糖尿病患者胰岛素敏感性的临床试验申请,若顺利获批,则将在6个月内开始试验。

640.webp (2).jpg永葆青春的泉水,是很多西方神话传说里必不可少的情节

虽说携带SERPINE1纯合突变的阿米什人凝血功能会减弱,但这些人只占基因突变携带者整体的16%,大多数突变杂合携带者并没有表现出异常。Vaughan教授非常看好这种药物治疗的前景。“使用PAI-1抑制剂对人进行长期治疗是可以想见的,这次的受试者中有些人已年过八旬,一生都存在PAI-1水平低下,但也没有出现任何不良状况,事实上他们还更加健康长寿了。”

答答不由得想起,科学家们在十多年前发现的抵抗艾滋病的“幸运突变”,也许有时候造物主就是这么爱玩,赐予人类抵抗疾病的利器,却让它们隐在人海之中,须得苦苦寻觅。这次找到的,会不会就是隐藏在人体自身的,与传说相符的“年轻之泉”呢?

参考资料:

1.http://advances.sciencemag.org/content/3/11/eaao1617

2.https://news.northwestern.edu/stories/2017/november/amish-live-longer-healthier-internal-fountain-of-youth/

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