关于衰老的看法因文化而异,西方社会常常将年轻与健康和成功联系起来。虽然衰老是一个自然过程,但它与许多健康问题有关,促使科学界努力更好地理解其机制。在分子层面,衰老是细胞损伤累积的结果,导致身体和认知功能下降、疾病风险增加,最终导致死亡。
研究人员早就知道,端粒——染色体末端的保护帽——在细胞衰老中起着关键作用。每次细胞分裂,端粒都会稍微缩短。慢性压力、久坐不动的生活方式和睡眠不足等因素会加速这一过程。随着时间的推移,端粒会变得非常短,以至于无法保护 DNA,导致细胞功能障碍和衰老。
杜克大学和加州大学旧金山分校的一个研究团队最近研究了矮狐猴冬眠和食物剥夺的影响。他们发表在《Biology Letters》杂志上的研究结果表明,这些小型灵长类动物可以逆转细胞衰老,为与年龄相关的疾病研究提供了潜在的见解。
冬眠中的新陈代谢
在冬眠期间,哺乳动物会经历新陈代谢抑制阶段,称为蛰伏,期间偶尔会被短暂的体温升高(恒温)中断,以维持生存。
这个过程的主要功能是在食物稀缺和环境极端的情况下节省能量。这些代谢转变为了研究端粒动力学创造了一个理想的场景,因为端粒会响应剧烈的生理变化。
肥尾矮狐猴是已知唯一会长期冬眠的灵长类动物,它们会冬眠长达七个月。它们的心率降低 96%,呼吸频率降至每 10 分钟一次,每周只短暂醒来一次以提高体温。
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暂时性的细胞恢复
为了研究冬眠对端粒的影响,研究人员通过将温度降低到华氏 50 度中期,在杜克狐猴中心诱导了 15 只矮狐猴冬眠。狐猴被分成两组:一组保持完全休眠,依靠储存的脂肪生存;另一组在醒着和活动时可以获得食物。
通过颊拭子收集并使用 qPCR 分析的基因样本显示,冬眠狐猴的端粒不仅没有缩短,反而增长了。
研究作者 Lydia K. Greene 在一份新闻稿中说:“结果与你预期的方向相反。起初,我们认为数据有问题。”
然而,进一步的分析证实了这一发现:经历更深层蛰伏的狐猴表现出显著的端粒增长,而那些周期性醒来进食的狐猴则保持稳定的端粒长度。然而,这种效应是暂时的——在苏醒冬眠后两周内,狐猴的端粒就恢复到原来的长度。根据首席作者 Marina Blanco 的说法,这种增长可能是一种保护机制,可以防止在周期性升温期间可能发生的细胞损伤。
延长寿命的应激反应
矮狐猴并非唯一在极端代谢状态下表现出端粒增长的哺乳动物。在深海工作的宇航员和科学家,他们经历了长时间的代谢改变,也表现出类似的端粒变化。
Blanco 推测,狐猴已经发展出一种通过暂时延长端粒长度来增强细胞存活能力的机制,这可能有助于它们比非冬眠灵长类动物寿命更长。这一发现也引发了关于食物剥夺与端粒延长之间联系的问题,尽管与长寿的直接联系尚不清楚。
这些结果突显了端粒动力学、能量平衡和冬眠之间复杂的相互关系。了解这一现象背后的机制可能为开发新颖、安全的疗法以减缓或预防人类与年龄相关的疾病铺平道路。
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Biology Letters. 冬眠灵长类动物的食物剥夺与端粒延长相关















