佛罗里达大学的一项研究在线粒体中发现因肥胖和缺乏锻炼(不是来自自由基的氧化压力)导致的突变可能是衰老过程中的一个关键因子。这项研究的结果公布在7月15日的Science上。
这项研究发现促进凋亡(或程序性细胞死亡)的线粒体突变的积累可能是加速衰老的一个核心机制,并且可能与自由基的释放无关。这可能是因为线粒体中DNA突变的积累造成的。
这项研究的结果将促进研究人员找到更加有效的防止衰老和压力的方法。Christiaan Leeuwenburgh估计,在适量的运动和合适的饮食前提下,人类平均的最大寿命将可能从目前的70岁增加到100岁以上。
通过培养出无法检测并修复DNA复制过程中的错误的小鼠,研究人员发现突变数量的增加并没有使氧化压力增加,但是凋亡水平明显增加了。这些发现驳斥了先前认为的线粒体的“恶性循环”衰老理论(认为线粒体突变的增加会增加氧化性损伤)。
研究人员发现这种突变小鼠的平均寿命是正常小鼠的三分之一。仅仅在9个月的时间里,它们明显的表现出了脱毛、听觉丧失、骨髓损失、肠内膜损失和体重减轻等状况——这些情况与人类的衰老过程类似。
虽然这种小鼠被认为是衰老的一个“很好的模型”,但是它们缺少一种能够导致心血管疾病、阿尔茨海默症和其他影响老年个体的健康问题的一种慢性炎症组成。慢性炎症与其他来源(如白细胞)产生的自由基的增加有关。
研究人员认为,如果人们采用一种健康的生活方式,那么干细胞治疗、纳米技术和专门的锻炼和饮食干预将会对人类的健康产生更多的好处(生物通记者杨淑娟)。
科学家们发现,衰老的原因是由于线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)突变引起细胞凋亡,而不是以前所认为的由于自由基增多引起的细胞损伤所导致。这一发现刊登在本周Science上。
美国威斯康星大学(University of Wisconsin-Madison) Tomas Prolla和他的同事发现mtDNA突变增多导致早衰,但并未同时发现活性氧(reactive oxygen species,ROS)的增加。“这一发现令人感到惊讶。衰老的活性氧假设要重新定义了。”瑞典卡罗林斯卡大学Nils-Goran Larsson 说。
Prolla和他的同事获得一种不具有校正功能的mtDNA聚合酶突变型小鼠。这种突变型表现出早衰现象,比如毛发脱落,变白,骨骼萎缩,仅能存活460天(正常野生鼠可存活850天),通过对mtDNA测序发现这种突变型中mtDNA的突变率是野生型的3-8倍。
研究者检测了脾脏与骨骼肌肉中几个氧化应激(oxidative stress,OS)的指标,比如化氢含量,羰基蛋白的含量,脂质过氧化指标F2-isoprostanes,DNA/RNA氧化损伤。没有一个有氧化应激的增加。但是,当他们检测cleaved caspase-3(一种线粒体细胞凋亡途径相关指标)时,发现在小鼠3个月大或5-30个月大时,突变型小鼠这一含量比野生型小鼠的增加了50%或更多。由此可见,正常衰老与加速衰老都与细胞凋亡有关。
Polla认为,热量限制法(延缓衰老)的主要机制被认为是这种方法抑制了自由基的无限增多,但实际上,通过Polla他们的发现热量限制法也延迟了mtDNA突变增大的发生,从而减少了线粒体细胞凋亡途径。“因此我们的发现以及其它发现也许说明了细胞凋亡的抑制可以替代之前的看法,成为热量限制法延迟衰老的机制。”Polla说(生物通记者:张迪)。