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  • 长寿基因

    长寿基因是长时间能够保持活跃的基因,能大大提高生物体的健康,延长生物体寿命。当人遭遇严寒、酷热或者水和食物匮乏的环境时,这些基因会调动人体内的自我防御系统,让细胞修复能力变得强大。

    编辑摘要

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    概述/长寿基因 编辑

    长寿基因在人体基因中的位置长寿基因在人体基因中的位置

    生命的演化应该会偏向使用一个共通的调节系统,来调节生物体对压力的反应。如果科学家能找到一个或一些主导的基因(因此也主控了生物体的寿命),或许就能将它们转化成对抗疾病和衰老的武器。[1]

    然而一些研究人员却发现,有一群基因与个体应付环境压力(像是酷热天气,或食物、饮水稀少时)有关。它们可以维持个体天然保护和修复活性,不论年龄。这些基因强化了生物的生存功能,使得个体度过危机的机会增加;当这些基因长期保持活性,也能大幅增进个体的健康和延长寿命。简而言之,它们恰好是老化基因的相反面:它们代表了长寿基因。

    研究发现/长寿基因 编辑

    长寿基因比例高

    波士顿大学一个研究小组调查1000多名百岁老人,根据收集数据开发出一个基因分析系统。使用这个系统,可以预测人们是否有相当大机会“格外长寿”。预测秘诀在于这些百岁老人身上存在的150种基因变异体,即单核苷酸多态性(SNPs)。研究人员发现,那些年龄高出人均寿命许多的老人身上通常可以发现这些基因变异体。研究人员还在90%的研究对象身上发现总共19个不同的“格外长寿”基因标签。他们发现,研究对象中最长寿人群,即年龄不低于110岁的老人中,45%老人所含基因标签显示他们“ 拥有最高比例的长寿相关基因变异体”。

    预防疾病可参考

    研究人员发现,不同基因标签与痴呆等老年疾病的发病年龄、患病率有关。研究小组共同负责人、波士顿大学公共卫生学院生物统计学教授托马斯·珀尔斯形容这些基因标签是“通向个性化基因组学和预测医学的新突破”,“或许能证明这种分析方法可以普遍应用于预防和筛查多种疾病以及度身定制药物”。

    生活方式也重要 

    尽管在不清楚其他风险因素的情况下用基因序列预测寿命,结果有正向记录,但研究小组强调“这种预测并不完美”。论文说:“它的局限性证明,环境因素,例如生活方式,也对人类能活到非常高年龄有重要贡献。”[2]

    解密/长寿基因 编辑

    俄罗斯科学院“矢量”病毒学和生物技术科学中心研究人员在3种基因(P53、CCR5和ФНО)的基础上,发现了多种长寿基因组合,并发现它们之间的不同基因组合对人体健康有着不同的影响,有的基因组合可以延长人的寿命,有的则相反,会导致一些重大疾病的发生。

    人类寿命的延长是一个复杂过程,依赖于个体的遗传特点和其产生的环境。影响人类寿命的基因可以分为持久性基因、短暂性基因和中性基因三类。因此,长寿者体内一定含有持久性基因的组合。细胞循环的关键调节器P53、化学增活受体基因CCR5和肿瘤坏死因子ФНО都属于持久性基因。

    研究人员在比较了研究西伯利亚地区长寿者(年龄在84岁-104岁)和少年之间的上述三种基因组合后发现,更多长寿者的基因是持久性基因的组合。比如,ФНО与某些不太活跃的P53的组合,就能够保障细胞的自然死亡,预防疾病发作,这样的基因组合经常能在长寿者中找到。但是,ФНО与CCR5基因组合,则会促进传染病的扩散,包括心血管疾病和肿瘤疾病,有一种与ФНО的基因组合还具有增强抗微生物和抗肿瘤的功能。但是,P53基因的某些组合则可导致肿瘤和青光眼疾病的产生。

    在很多种类中,卡路里限制(calorie restriction CR)能改善个体健康、延长寿命。尽管已证明CR能够调节很多下游分子和生理系统,但是CR延长寿命的机理还尚未清楚。果蝇属基因Indy(I’m not dead yet的缩写),在果蝇代谢中参与传送以及储存三羧酸循环的中间产物,科学家猜测。Indy活性的降低能够延长寿命,其机理可能是通过类似于CR改变生理代谢而延长寿命。 

    因素探究/长寿基因 编辑

    Indy和CR相互作用影响寿命,Indy的减少会出现类似CR延长寿命的状态。Indy和CR相互作用影响寿命,Indy的减少会出现类似CR延长寿命的状态。

    一般认为,人类的自然寿命在100岁以上是确切无疑的。人的寿命,主要通过内外两大因素实现。内因是基因,外因是环境和生活习惯。

    内因

    一是“4号染色体”。欧洲科学家认为,“4号染色体”上有长寿基因,如果能发明出刺激长寿基因的药物,就能减缓人类衰老的速度。在国内,科学家们也在做同样的研究。从2004年开始,他们在对广西巴马的长寿老人进行研究时发现,这些老人的4号染色体上可能存在长寿遗传基因。

    二是载脂蛋白E。这种基因分为2、3、4三种亚型,其中2型和3型均能延迟发病年龄,降低发病率,促进寿命增长。法国和意大利等国的科学家普遍认为,主要是载脂蛋白E2基因在对人的寿命起延长作用;在中国,科学家通过研究发现,长寿老人体内的载脂蛋白E3比较多,占到了80%—90%的比例,这也是巴马长寿老人的遗传标志。

    三是抑制“减寿基因”。现在国际上基本认定,自由基对人体的损伤是导致人类寿命变短的重要因素之一。自由基要是多了,就会导致细胞膜的通透性降低,甚至会破坏酶和DNA,使细胞逐渐“衰老”。

    外因

    一是饮食。欧洲的一篇研究报告说,少吃可以延缓衰老。德国海德堡素食研究会认为,素食者的寿命要长于没有饮食忌讳的人。杨泽教授在研究中也发现,巴马长寿老人每日人均摄入热量比国际长寿协会推荐的1500大卡还低,只有1400大卡。

    二是心理。英国心理学家通过研究发现,旅游度假能够延长人的寿命。比起那些从不旅游度假的人来说,每年外出度假的人在未来9年中死去的可能性要低21%。

    三是生活习惯。人到30岁以后就应该注意保持生活规律,为以后的生活多积累一些能量。

    四是生存环境。在广西巴马,长寿老人有一些共同特点:性生活开始得晚、生育晚;多代同堂,不寂寞;膳食清淡,吃的都是完全天然、绿色的食物;住的都是土坯房,房子里也没有什么现代化装修材料。[3]

    相关研究/长寿基因 编辑

    心血管疾病相关基因

    心血管疾病是影响中老年人群寿命中很重要的疾病。目前关于它的研究都集中在脂代谢方面。

    1 、载脂蛋白E(ApoE) ApoE是唯一拥有共同变体基因表达的蛋白质,并认为其与长寿有关。它有2,3,4三种亚型,由不同的等位基因编码,并与特异的脂蛋白受体作用改变血循环中胆固醇的水平。

    2、 胆固醇酯转化蛋白(cholesteryl ester transfer protein,CETP) CETP调节胆固醇酯的逆向转运和高密度脂蛋白(HDL)水平,高水平的低密度脂蛋白(LDL)和低水平的HDL是心血管疾病的高危因素。

    3 、微粒体甘油三酯转移蛋白(microsomal triglyceride transfer protein,MTP) 对两组独立的高加索长寿人群样本分析,发现MTP基因中的一个SNP在这种人群中呈高表达,MTP基因的这种变化之所以改变人类寿命,是它参与了脂类代谢的结果。

    免疫系统相关基因 

    在对不同国家人群作比较之后,发现白介素,干扰素(INF)这些长寿相关因子拥有人种特异性成分。受人种特异性基因池和基因环境相互作用的影响,它们所起的作用是增强存活能力,但并不能保证长寿。

    1、 IL10和肿瘤坏死因子α(TNFα)基因与长寿的关系 IL10基因的促进区1082G A突变对男性的长寿起很大作用,这是Lio在研究IL10或与TNFα促进区3082AG突变相互作用时发现的。IL10的作用是限制并终止炎症反应,TNF α决定局部或系统炎症的程度、时间和效力。

    2、 IL6基因与长寿 Hurme发现IL6因子参与了长寿遗传的调控,在对表达它的基因进行多态性分析时还发现174G/C的SNP型在老年与年轻人的比较中有显著差异,并且174G型的人群更易长寿,但这种效应在女性中常见。

    3、 地中海热蛋白(Mediterranean fever protein,MEFP)与长寿 一些研究表明,携带炎性疾病易感基因的人群长寿几率很小,促炎性疾病基因型对心血管疾病来说是高危因素,而且发现通过抗炎治疗有助于长寿。

    代谢相关途径基因 

    基因对代谢相关途径的调控发挥很重要的作用,而这些途径包括胰岛素/胰岛素样生长因子-1(IGF1)信号途径,线粒体电子传递信号途径,饮食调控限制机制途径等。并且对这些激素途径的抑制可提高寿命和延缓年龄相关性功能降低。

    1、胰岛素/胰岛素样生长因子受体通路(dauer formation pathway,daf pathway) HalaschekWiener等通过与正常模型对比,发现在C.elegans(一种线虫,作为一种成熟的模式系统用于研究与生长,生殖及老化等相关的基因功能)中的daf突变型是低代谢的,它表现在生物合成和分解代谢活性方面。

    2、胰岛素/胰岛素样生长因子1信号途径 van Heemst发现这条途径活性的降低与女性长寿有关。在分析基因多态性时发现这条信号通路的组成部分生长因子1的多态性对提高女性寿命所起的作用最大,并且这种多态性的出现与低体重有一定关系。

    线粒体相关基因

    线粒体是细胞的氧化中心和能源供应站,线粒体DNA是细胞核外存在的唯一遗传物质,有编码区和非编码区组成,个体间存在的差异主要是非编码区的控制区。线粒体老化学说表明,由年龄导致的生理功能的下降是因为电子在线粒体中传递时由活性氧簇产生的细胞破坏引起的。因为线粒体功能是由线粒体基因和核基因共同编码的,所以线粒体遗传学受很多因素控制。

    端粒方面 

    研究者早就发现端粒与培养细胞的复制潜能呈负相关,说明端粒在人体组织中长度的缩短在细胞老化和组织衰老中发挥一定的作用。有人假设,在人类中那些端粒短的人群要比长的活的时间短,但其他的一些研究并没能证明这一点。

    人类白细胞抗原(HLA) 

    在人体形成免疫系统的最初阶段,就出现了个体差异,而这种差异是由HLA分子决定的,这就形成了每个人对疾病抵抗的分子基础。正是由它的这种特点使其成为和人类寿命有明确关系的影响衰老的基因,亦是某些疾病敏感和防御的基因。

    早老征综合征基因 

    WRN基因编码解螺旋酶RecQ家族,它的突变可引起常染色体隐性遗传病,而一旦患有此病,绝大多数患者会在50岁之前死亡,这也就成为影响人类寿命的重要基因,虽然到目前为止其分子机制还未搞清楚,但现有的资料表明这种正常基因参与修复DNA。

    遗传性血色病基因 

    HFE基因通过导致铁吸收紊乱致使血色病发生。研究者发现北欧有10%~15%比率携带HFE变异体。Chu等发现丹麦人群中HFE变异体频率高,C282Y变异体的携带频率有年龄相关性降低,暗示携带此载体的人寿命会缩短。 

    小分子RNA(microRNA,miRNA) 

    miRNA由21~22核苷酸碱基组成,可通过与编码区结合促进分裂和降解,或通过结合在30不翻译区(UTR)抑制翻译。它可指导细胞快速关闭促存活和氧化防御途径,使信号途径活化转向凋亡。

    肿瘤抑制机制相关的基因 

    长寿基因在肿瘤患者抗药性中发挥很大作用,影响肿瘤患者化疗愈后情况,也就是说肿瘤细胞选择衰老死亡还是抗药的能力决定了机体在用药时是药物敏感还是药物抵抗。鉴于长寿基因抑制衰老的能力,研究者推断长寿基因可以引起药物抵抗的发生。与药物敏感者相比,Chu等发现在5种抗肿瘤药物耐性细胞株中,长寿基因Sirt1在RNA和蛋白质水平上表达量都很高,化疗患者或组织检查也证实上述结果。

    男人为何少活:缺少长寿基因

    英国兰卡斯特大学的一项研究指出,从长寿基因角度可以解释男女寿命的差别。他们在进行动物实验后发现,线粒体基因中存在一些仅会损害雄性寿命的基因变异,长期积累,就会拉开雄性和雌性的寿命差距。此外,人体内有一种参与修补脱氧核糖核酸的基因,与X染色体有关。女性的修补基因要多于男性,更利于长寿。丹麦哈维德夫医院的科学家对4万名中风患者进行了调查,并考察了性别对中风后存活几率的影响。结果发现,女性中风后存活几率比男性高25%。同时,在严重疾病、车祸及外伤的恢复过程中,女性表现出更快更强的康复和再生能力。[4]

    其他 

    生理性基因调节的基本框架是通过强制性活动的时代演变来的,因为旧石器时代的祖先靠打猎和采集生存,而现在坐式的生活方式也使个体组织功能的不适应。所以,从这层意思说,现在的基因组结构或功能与一些生活方式之间是失调的,可能引起异常基因的表达,从而导致慢性疾病和寿命缩短。[5]

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2013-11-06
    [2]^引用日期:2010-07-14
    [3]^引用日期:2010-07-14
    [4]^引用日期:2013-11-06
    [5]^引用日期:2010-07-14
    扩展阅读
    1新华网
    2新华报刊
    3环球科学

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