当我第一次听说线虫可以告诉我们一些关于人类长寿的知识时,我犹豫了。平均寿命只有15天的蠕虫和能活几十年的人类有什么共同点?

答案在他们的基因中 - 特别是那些编码基本寿命功能的基因,例如代谢。谢谢秀丽隐杆线虫蠕虫,我们已经发现基因和分子途径,如胰岛素样生长因子1 (IGF-1)信号,延长健康长寿在酵母,苍蝇和老鼠(可能我们)。太书呆子?这些途径也激发了大量科学和大众的兴趣二甲双胍,激素,间歇性禁食,甚至是酮味的饮食。重述:蠕虫启发了搜索我们自己的青年喷泉。

不过,这只是一个成功的故事。这些基因与人类到底有多大关系?我们是大自然的怪物。我们的衰老过程会持续数年,在此期间,我们会经历一系列与年龄相关的疾病。糖尿病心脏病。痴呆。令人惊讶的是,其中很多都不会发生在蠕虫和其他动物身上。显然有什么地方出了问题。

在这个月的自然的新陈代谢是一个全球科学家团队认为,现在是我们从蠕虫变成人类的时候了。他们说,人类长寿的关键在于百岁老人的基因。这些人不仅活到100岁以上,而且很少患常见的与年龄有关的疾病。也就是说,直到最后一刻它们都很健康。如果进化论是一个科学家,那么百岁老人和我们其他人,就是两个正在行动的实验群体。

大自然已经给了我们一个健康长寿的遗传蓝图。我们只需要解码它。

“长期以来的人,通过他们的存在,已经建立了在没有一段时间突出的疾病的情况下在第九十年内生活的生理可行性,而没有一段时间的疾病,”作者写道。从这个罕见但有价值的人口,我们可以获得“洞察健康老龄化的生理学以及新疗法的发展,以扩展人类健寿。“

遗传遗产

虽然现在可能看起来很明显,但基因是否在长寿中发挥了争议,这是一个多个世纪的争议。毕竟,而不是基因,无法获得医疗保健,社会经济地位,饮食,吸烟,饮酒,锻炼或许多其他环境和生活方式因素发挥更大的作用?类似于身高或智力(然而,后者评估),寿命的遗传是一种极其复杂和敏感的问题,可用于无偏见的学习。

然而,仅在几次长寿基因研究之后,一种趋势就迅速出现了。

作者说:“即使在现代社会的最佳条件下,人类的自然寿命也有很大差异。”一项研究例如,他们发现,百岁老人比出生在同一时间、同一环境的人活得更长。百岁老人的后代也是如此更少的机会与年龄相关的疾病相比,代谢和年龄相关的炎症表现得更“年轻”。

一起,约25%至35%人们生活有多长的变化是由他们的基因决定的 - 无论环境如何。换句话说,而不是看线虫蠕虫基因,我们有一个离散人群的人群,在衰老时已经赢得了遗传彩票。我们只需要在生物学方面解析“赢得”意味着什么。手中的基因,我们可能会挖掘那些生物学声音并切割导致老化的电线。

作者说:“对人类极端寿命背后的遗传因素的识别,将为人类长寿和抗病机制提供见解。”

一个激进的重新设计

一旦科学家发现基因在老龄化中发挥着重要作用,下一个问题就是“他们是哪一个?”

他们求助于全基因组关联研究或gwas。这种大数据方法扫描现有的基因组数据库以获得DNA编码的变化,这可能导致一些结果中的差异 - 例如,长期与短的寿命相比。差异甚至不必处于所谓的“编码”基因(即制备蛋白质的基因)。它们可以是基因组的任何地方。

这是一种强大的方法,但不是具体的。将GWAS视为生物规范的基本“调试”软件:它只寻找不同DNA字母变体之间的差异,但不关心哪些具体的DNA字母交换最有可能影响最终的生物程序(在这种情况下是衰老)。

这是个大问题。首先,GWAS经常发现几十个单个DNA字母的变化,但没有一个足以改变衰老的轨迹。这项技术突出了一个DNA变异村庄在一起可能通过在一生中控制细胞的进程而对衰老产生影响,但没有指出哪个是最重要的。也很难说一个DNA字母会改变有原因地导致(或保护衰老)。最后,GWAS研究通常对欧洲血统的群体进行,这留下了一个巨大的人类 - 例如,日本人倾向于产生超出百分比的百岁脑。

那么需要改变什么呢?

与其关注普通人群,关键是关注不同文化、社会经济地位和教育背景的百岁老人。如果全球生态系统就像在几个大洋里捕捞一种稀有物种,那么作者们的重点是关注分布在世界各地的池塘——这些池塘虽小,但却充满了稀有物种。

作者说:“极其长寿的人,如百岁老人,只占美国人口的很小一部分(0.01%到0.02%),但他们的基因包含健康衰老和长寿的生物蓝图。”它们不会患上常见的年龄相关疾病,而且“这种极端罕见的表型是研究调节健康寿命和寿命的遗传变异的理想选择。”

这个想法通常会让遗传学家望而却步。一般认为,研究人群越多,结果越好。这里的建议是缩小我们的关注点。

这就是这一点,作者争辩说。

随着这些研究的任何出现可能对老化产生更大的影响而不是GWAS捕鱼实验。较小的(基因组)池塘;较大的(亲青年)鱼。更重要的是,在另一组百岁老人核实中确定了一个欧洲漫长的人口中确定的亲青年基因 - 说,日本人确保基因候选人反映了一些基础人类老龄化,不分种族、文化、教养和财富。

健康衰老之路

如今,对百岁老人进行基因筛选很容易,而且很便宜。但这只是第一步。

下一步是验证有前途的抗衰老遗传差异,类似于科学家如何在经典长寿研究期间验证线虫蠕虫的这种差异。例如,可以使用CRISPR或一些其他工具将有前途的亲青年基因变体遗传地编辑成小鼠。然后,科学家可以检查小鼠的成长和变老,与他们未编辑的同龄人相比。该基因是否使这些小鼠更具弹性痴呆?肌肉浪费怎么样?或心脏烦恼?或头发灰色和肥胖?

通过这些观察,科学家可以使用大量选择的分子工具来进一步剖析这些亲青年基因变化背后的分子途径。

最后一步?在百岁老人基因的指导下,通过动物衰老模型的验证,我们可以设计出强大的药物,切断驱动衰老及其相关疾病的基因和蛋白质之间的联系。二甲双胍是一种实验性药物,它来自于对线虫衰老的研究——想象一下对百岁老人的研究结果。

作者说:“尽管在过去的一个世纪里,人类的健康状况有了巨大的改善,但我们还远远没有达到健康地活到100岁是常态的地步。”

但随着百岁老人显然证明,这是可能的。通过挖掘他们的基因,科学家可能会找到一个朝着健康长寿的道路 - 不仅仅是为了遗传幸运,而且对我们所有人来说。

图像信用:克里斯蒂安·纽曼/Unsplash

Shelly Xuelai Fan是一个神经科学家转向科学作家。她在不列颠哥伦比亚省大学的神经科学中完成了博士学位,在那里她开发了新的神经变性治疗方法。在研究生物脑的同时,她对AI和所有东西都很着迷。毕业后,她搬到了UCSF,研究了恢复老年大脑的基于血液的因素。她是 ...

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