由南加州大學倫納德·戴維斯分校老年醫學學院的研究人員領導的一項新研究首次證明了一種微小的蛋白質(胜肽)對動物和人類的健康和長壽具有重大影響。
研究人員檢查了humanin,一種在線粒體(細胞發電廠)的基因組編碼的胜肽。從實驗動物的實驗到人類患者的測量,多點實測證明了humanin體內濃度越高的人與更長的壽命和更好的健康狀況相關聯。它也與患阿茲海默氏病等疾病的風險較低有關。
資深作者,老年醫學,醫學和生物科學教授Pinchas Cohen說:“humanin一直以來都有助於預防許多與年齡有關的疾病,這是首次證明它還可以延長壽命。”南加州大學倫納德·戴維斯分校。
有趣的進化史
不僅在人類線粒體中發現了humanin,而且在整個動物界也發現了humanin,這表明其相關基因在整個進化過程中都得到了維持或保守。這項研究於6月23日在線發表在《高齡》雜誌上,該研究檢查了包括蠕蟲和小鼠在內的幾種動物以及包括阿茲海默氏病患者和百歲人瑞的子女在內的的humanin。
該結果突顯humanin和其他線粒體蛋白成為與年齡有關的疾病的治療方法的潛力。第一作者和南加州大學倫納德·戴維斯分校的研究助理教授凱爾文·顏(Kelvin Yen)說,它們還證實humanin,可能是古老的線粒體信號傳導機制,是調節人體健康和壽命的關鍵。
更人性化,壽命更長
以前已經觀察到許多物種中人類蛋白濃度會隨著年齡的增長而降低。在這項新研究中,科學家們觀察到容易長壽的生物體中的humanin濃度較高,其中包括著名的抗衰老動物裸鼴鼠,該物種在其30年壽命中體內循環的humanin濃度非常緩慢地下降。 。
相比之下,小鼠在生命的前18個月中會經歷humanin下降40%,而靈長類動物(如恒河猴)在19到25歲之間似乎也具有驚人的humanin下降。
在人類中,研究人員觀察到18個百歲人瑞的兒女humanin濃度更高,更持久的現象,而對照組中有19個非百歲人瑞的兒女。據統計,父母可活到100歲的人比其他人活到高齡的可能性更高。
在某些物種(包括蠕蟲和小鼠)中,對其基因進行修飾以在體內產生更高量的humanin就足以顯著延長壽命。但是這些壽命更長的動物的後代更少。科學家在長壽人類中觀察到了類似的模式。
顏說:“長壽和繁殖之間的這種折衷被認為是由於在利用能量產生更多後代或利用能量維持生物體以進行未來生殖工作之間取得了進化上保守的平衡。” “從進化上說,生命的目標是繁殖,然後就完成了,但如果不能繁殖,則應嘗試盡可能延長生命,而這樣做的邊際效應就是壽命。”
疾病指示和預防
更高的humanin濃度不僅與壽命的延長有關;較低的濃度可能會增加疾病的風險,並降低對毒性暴露的抵抗力。
研究人員分析了少數阿茲海默氏症患者和沒有失智症的對照個體的腦脊髓液樣本,並注意到在阿茲海默氏症患者中humanin濃度要低得多。在新生兒臍帶血樣本中,高濃度的humanin與高線粒體DNA(mtDNA)複製數或每個細胞內存在的線粒體基因組複製數相關。
顏說:“humanin濃度與線粒體DNA(mtDNA)複製數的減少呈負相關,而線粒體DNA的複製數本身與多種不同的疾病如癌症,腎臟疾病和心血管疾病有關。”
治療潛力
科恩的實驗室是獨立發現humanin並繼續釋放線粒體基因組秘密的三個小組之一。Cohen研究小組發現其他有希望的線粒體胜肽還包括MOTS-c,它在線粒體和細胞核之間的通訊中發揮作用,並且似乎模仿運動的作用。
Cohen說,這項新的廣泛研究突顯了humanin作為生命和健康的潛在強大調節者的重要性,並且利用它進行治療可以解決各種與年齡有關的疾病。
他說:“這項研究以及其他許多研究證實,humanin給藥將是對許多疾病的有效治療方法,並進一步鞏固了線粒體的重要性,超越了傳統的線粒體作為'細胞動力庫'的作用。” 。
參考文獻:
Kelvin Yen, Hemal H. Mehta, Su-Jeong Kim, YanHe Lue, James Hoang, Noel Guerrero, Jenna Port, Qiuli Bi, Gerardo Navarrete, Sebastian Brandhorst, Kaitlyn Noel Lewis, Junxiang Wan, Ronald Swerdloff, Julie A. Mattison, Rochelle Buffenstein, Carrie V. Breton, Christina Wang, Valter Longo, Gil Atzmon, Douglas Wallace, Nir Barzilai, Pinchas Cohen. The mitochondrial derived peptide humanin is a regulator of lifespan and healthspan. Aging, 2020; DOI: 10.18632/aging.103534
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