线粒体中的蛋白质似乎可以调节健康和长寿

2020-07-01 171健康相关

由南加州大学伦纳德戴维斯老年医学院的研究人员领导的一项新研究首次证明,一种微小的蛋白质对动物和人类的健康和寿命都有很大的影响,线粒体中的蛋白质似乎可以调节健康和长寿。

线粒体中的蛋白质似乎可以调节健康和长寿。研究人员检测了人类素,一种编码在线粒体小基因组中的肽,线粒体是细胞的动力来源。从实验动物的实验到对人类病人的测量,这项多地点的合作展示了人体内较高水平的人类素是如何与更长的寿命和更好的健康联系在一起的。它与降低患老年痴呆症等疾病的风险有关。

资深作家、老年学、医学和生物科学教授、南加州大学伦纳德戴维斯学院院长平查斯·科恩说:“人类素早就被认为有助于预防许多与年龄有关的疾病,这是第一次证明它还能延长寿命。”

有趣的进化史

人类素不仅在人类线粒体中被发现,而且在整个动物界也被发现,这表明它的相关基因在整个进化过程中一直保持或保存。这项研究发表在6月23日的《老龄化》杂志的网络版上,研究了几种动物物种(包括蠕虫和老鼠)以及人类(包括阿尔茨海默病患者和百岁老人的孩子)的人本素。

这项研究结果强调了人类蛋白和其他线粒体蛋白有可能成为治疗年龄相关疾病的药物。第一作者、南加州大学伦纳德戴维斯研究助理教授kelvinyen说,他们还表明,人素可能是一种古老的线粒体信号机制,对调节人体健康和寿命至关重要。

更人性化,寿命更长

在许多物种中,人类素水平以前已经被观察到随着年龄的增长而降低。在这项新的研究中,科学家们观察到易长寿的有机体中的人类素水平更高,其中包括著名的抗衰老裸鼹鼠,在其30年的寿命中,体内循环的人类素水平只经历了非常缓慢的下降。

相比之下,老鼠在生命的前18个月经历了40%的人类素下降,而像恒河猴这样的灵长类动物在19到25岁之间似乎也有类似的显著下降。

在人类中,研究人员观察到这种现象:18名百岁老人的孩子体内的人本素水平更高,更持久,而对照组则是19名非百岁老人的儿童。据统计,父母年满100岁的人比其他人更可能年事已高。

在一些物种中,包括蠕虫和老鼠,修改它们的基因以在体内产生更多的人类素,足以显著延长寿命。但这些寿命较长的动物后代较少。科学家在长寿的人类身上观察到了类似的模式。

人们说,为了维持后代的繁衍后代,在进化过程中使用更多的能量来维持繁衍后代的平衡从进化论的角度讲,生命的目标是繁衍后代,然后你就完蛋了,但是如果你不能繁殖,你就应该尽可能多地呆在那里,这样做的副作用就是长寿。”

疾病的指示和预防

较高的人类素水平不仅与寿命延长有关;较低的水平可能会增加患病风险,降低对有毒物质的抵抗力。

研究人员分析了一小部分阿尔茨海默病患者和正常人的脑脊液样本,发现阿尔茨海默病患者的人类素水平要低得多。在新生儿脐带血样本中,高水平的人类素与线粒体DNA(mtDNA)拷贝数或每个细胞内存在的线粒体基因组拷贝数相关。

Yen说:“人类激素水平与线粒体DNA(mtDNA)拷贝数减少呈负相关,而线粒体DNA拷贝数本身就与癌症、肾病和心血管疾病等多种疾病有关。”

治疗的可能性

科恩的实验室是独立发现人类素的三个小组之一,他们一直在解开线粒体基因组的秘密。科恩的研究小组所描述的其他有前途的线粒体肽包括MOTS-c,它在细胞内线粒体和细胞核之间的通讯中起着作用,似乎模仿了运动的效果。

科恩说,线粒体中的蛋白质似乎可以调节健康和长寿。这项新的广泛的研究强调了人本素作为寿命和健康的潜在强大调节器的重要性,利用它进行治疗可以解决各种与年龄有关的疾病。

他说:“这项研究以及其他许多研究都表明,给予人本素将是治疗许多疾病的有效方法,并进一步巩固了线粒体的重要性,使其超越了传统的‘细胞动力’的作用。”

引用

University of Southern California. "Protein in mitochondria appears to regulate health and longevity." ScienceDaily. ScienceDaily, 24 June 2020. www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200624151613.htm.

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