长寿和繁荣?衰老研究中寿命与健康寿命的解耦

测量健康跨度的实验设计
测量健康跨度的实验设计。A:横断面研究方案。B.用于量化健康的不同类别和测定方法。图源:Bansal A, Zhu LJ, Yen K, Tissenbaum HA(2015)秀丽隐杆线虫长寿突变体的寿命和健康寿命解耦。国家科学研究院美国112(3):e277-e286。

(bob游戏医学快报)一个长期存在于衰老研究中的假设,因此在抗衰老干预中,改变遗传和环境因素来延长寿命也会增加健寿-生物体处于最佳健康状态的时间长度。然而,事实证明,这一假设在很大程度上由于其明显的有效性而未能得到科学的审查。最近,马萨诸塞大学医学院(UMMS)的科学家通过研究野生型和四种长寿突变体(胰岛素/胰岛素样生长因子-1、饮食限制、蛋白质翻译和线粒体信号)的多种寿命调节信号通路(配体(离子或分子)与受体结合,导致细胞反应改变的机制),检验了这一假设,从而检验了寿命/健康寿命关系秀丽隐杆线虫这一物种在衰老研究中已经被研究了20多年。他们发现,所有长寿的突变体在其延长的寿命中,都有更高比例的时间处于虚弱状态,而不是健康状态。因此,科学家们得出结论,衰老研究必须包括除寿命之外的其他因素。

海蒂·a·蒂森鲍姆(Heidi A. Tissenbaum)博士讨论了她和Ankita Bansal博士及其同事在美国国家科学院院刊”。秀丽隐杆线虫衰老研究已经确定了多种调节寿命的途径,”蒂森鲍姆说bob游戏,这意味着存在个体基因,可以增加或减少剂量,从而导致动物寿命的变化——与人类相似,动物的寿命是用动物生存的天数来衡量的。研究人员测试了四个突变体,它们在以下基因中发生了突变,每个突变体都显示出相对于野生型蛔虫的寿命延长:

1.daf - 2,秀丽隐杆线虫胰岛素/IGF-1受体,突变体显示寿命翻倍

2.吃2,一种尼古丁乙酰胆碱受体的遗传模型亚单位突变体的平均寿命增加了33%

3.clk-1酶是生物合成泛醌(需氧细胞呼吸所需的电子传递链的组成部分,以ATP的形式产生能量)所必需的酶,是线粒体活性调节的模型,突变体的平均寿命增加了25%

4.ife-2的基因编码秀丽隐杆线虫真核起始因子4E是蛋白质合成的主要调节因子,突变体的平均寿命增加了40%

Daf-2 20天。daf-2突变体在液体介质中第20天的视频记录。图源:Bansal A, Zhu LJ, Yen K, Tissenbaum HA(2015)秀丽隐杆线虫长寿突变体的寿命和健康寿命解耦。资料来源:Proc Natl Acad Sci USA 112(3): E277-E286。

如果2天20。第20天液体介质中if2突变体的视频记录。图源:Bansal A, Zhu LJ, Yen K, Tissenbaum HA(2015)秀丽隐杆线虫长寿突变体的寿命和健康寿命解耦。资料来源:Proc Natl Acad Sci USA 112(3): E277-E286。
为了准确评估动物的健康状况,科学家们将寿命分为健康寿命和老年寿命,分别定义为动物的最大功能能力大于野生型的50%和小于野生型的50%。因此,在他们看来,一个健康长寿的突变体将表现出延长的健康寿命和压缩的老年寿命。“利用这些术语,我们按时间顺序分析了所有的健康期数据,简单地计算了每次试验中每个突变体在健康期和老年期的天数。”

科学家们遇到的主要挑战是如何定义健康寿命——例如,健康老龄化——此外,如何在实验室中定义健康寿命秀丽隐杆线虫”。We read the literature, had many lab discussions and came up with the experimental framework that we used in our manuscript," Tissenbaum recounts. "We reasoned that we wanted to model human health, so from the literature and discussions, we concluded that we had to model both frailty and the ability to maintain homeostasis" – that is, resistance to external stress. "Next, the main challenge in the multiple cellular and organismal assays we conducted was the large number of animals we needed for the assays and the time required to carry out all of the experiments."

时间:论文中描述的实验完全由班萨尔博士完成,花了好几年时间。蒂森鲍姆补充说:“我们还向自己、其他实验室成员和其他UMMS教员提出挑战,以确定如何最好地说明数据。”“即使是论文中的数字,也是经过长时间讨论,如何最好地说明健康参数的变化,以及同一数字中的寿命分析的结果。”(请注意论文的确认部分提供了广泛的研究技术人员,研究生,博士后研究员,和教师谁贡献了这些讨论。)

老化蠕虫的运动能力
衰老蠕虫的运动能力:第15天动物的肌肉结构。Phalloidin染色比较野生型和长寿突变体第15天。野生型蠕虫在最大寿命的第15天(50%)表现出明显退化(如箭头所示)。然而,其他长寿突变体在其寿命正常化时表现出更早的退化。图源:Bansal A, Zhu LJ, Yen K, Tissenbaum HA(2015)秀丽隐杆线虫长寿突变体的寿命和健康寿命解耦。国家科学研究院美国112(3):e277-e286。

有趣的是,蒂森鲍姆说bob游戏这表明寿命和健康寿命是可以分开的,这是意料之外的。“这让我们很惊讶。我们假设寿命和健康寿命是相关的,这不仅基于我们的数据,即许多长寿突变体显示出抵抗外部压力的能力,而且也基于许多论文使用这个词的事实健寿通过有限的分析,模糊地定义了健康寿命的含义。”

这同样适用于所有延长脆弱期的长寿突变体。“这也令人惊讶,”她继续说。“在我们开展这项工作之前,我们认为根据之前的研究和进化理论,延长寿命可能会有一些代价。然而,在分析原始数据时,我们并不认为我们会看到我们观察到的影响。事实上,就我个人而言,这有点令人失望:这是我论文工作的一个主要方面加里·鲁夫昆博士在哈佛大学的实验室-识别和描述daf - 2基因,我真的想成为突变体显示出寿命和健康寿命延长的基因。”

蒂森鲍姆指出,这项研究的关键见解来自于科学家们进行的一项广泛研究,他们测试了动物衰老时的多个健康参数,在动物衰老时,将四种长寿突变型与野生型进行了每一次试验的比较。“我们研究的另一个新颖的方面是,我们分析了动物平均寿命的80%——所以如果一个菌株平均寿命为20天,我们测试了16天,而对于其他菌株,我们测试了16天daf - 2在美国,平均时间为45天,而我们测试的时间长达36天。接下来,当我们分析数据时,我们用两种方式进行了分析:首先,简单地查看健康天数和虚弱天数,然后根据平均寿命分析数据。”例如,她举例说明,对上述动物平均寿命的50%进行分析会有所不同——也就是说,10天对22.5天。

除了论文中提到的小鼠研究,Tissenbaum指出,可能会进行更多的哺乳动物研究。“我们揭示了新的见解,这主要是因为我们采用了广泛的方法,随着动物年龄的增长进行多种测试,以及在动物寿命的后期进行测试。在不久的将来可能会进行类似的实验,对哺乳动物进行晚年分析,按时间和生理来测量健康寿命和老年寿命。她继续说:“展望未来,更广泛的研究将解剖健康寿命和健康状况在哺乳动物中是令人兴奋的。最大的挑战将是饲养大量老年动物的成本。当然,对人类的深入研究将是未来工作的目标,但这需要首先定义健康状况、健康跨度和参数,然后在人类身上进行测试。”

下一步,科学家们感兴趣的是确定延长健康寿命和压缩老年寿命的基因和干预措施。“我们已经建立了一个完美的系统来测试这一点,并正在开发新的方法来自动化一些分析。”研究人员将寻求更多的资金来继续和扩大他们的工作,同时也欢迎合作者。

虽然合成生物学提供了改变/合成基因的技术,以便将基因的表达修改为表型,但Tissenbaum认为这些领域与研究人员在实验室中所做的工作相距甚远。“考虑到我们的工作,衰老是一个全身的过程。我们的统计模型表明,没有一个单一的方程可以解释多个健康参数的下降,这表明下降的速度是不同的,并且表明——除了组织之间的激素相互作用之外——在衰老过程中可能还有巨大的组织特异性。”

“归根结底,所有医学研究的目的都是bob88体育平台登录延长生命,但我们必须努力延长生命健康的的生活。因此,我们的挑战仍然是定义健康以及测试和量化健康生活的能力。蒂森鲍姆总结道。“我相信涉及几代人家族历史的广泛数据库的研究-例如弗雷明汉心脏研究Kuakini夏威夷人寿命研究——将是关键。”


进一步探索

活得更长,而不是更健康

更多信息:在秀丽隐杆线虫长寿突变体中解耦寿命和健康寿命,美国国家科学院院刊(2015)112(3): E277-E286,doi: 10.1073 / pnas.1412192112

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引用:长命百岁?在老龄化研究中解耦寿命和健康寿命(2015年1月26日)检索于2022年7月30日从//www.pyrotek-europe.com/news/2015-01-prosper-decoupling-lifespan-healthspan-aging.html
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