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百草枯，一种好用的除草剂，撒到地里百草枯。但进入人体，百草枯却会源源不断的产生活性氧（ROS），破坏身体的各个器官，尤其是造成不可逆的肺纤维化，口服中毒死亡率极高，甚至因此被国家命令禁止销售使用。 不过这样一种毒药，以及一般被认为是有害的ROS，在一定条件下却可以对线虫起到延寿的作用。 近日，密歇根大学的Daphne Bazopoulou和Ursula Jakob等研究发现，线虫幼年时的氧化还原状态会影响它们的寿命，把线虫幼虫暴露在1mM的百草枯下10小时，人为制造一次氧化应激，能显著增加它们的整体寿命，部分线虫可增寿8.7%。这一研究发表在Nature上[1]。 （来自Queensland Brain Institute） 长寿这事，可以说是人类自古以来不变的愿望。比如有的“养生大师”，为了长寿，坚持断食排毒，不吃任何固体食物，终于活过了知天命之年。可以说，延年益寿这块招牌一打出来，甭管真的假的，立马就能吸引来无数拥趸。 不过延年益寿抗衰老这事，可不只是“养生专家”们忽悠人的把戏，也是科学家们努力研究想要实现的目标。比如我们就曾经介绍过梅奥诊所清除衰老细胞的抗衰老神药senolytic。 要数影响寿命的因素，那可太多了，运动、饮食，乃至生下来就注定的遗传因素，都可能影响寿命。不过，据估计，遗传因素大约只能解释10%~25%的人类寿命差异，其余的差异也并不完全归因于环境因素[2]。 而且，在遗传和环境之外的因素，对寿命的影响似乎还不小。比如说，一群基因型相同，饲养在相同的环境里的线虫，竟然能有着50倍的寿命差异。在它们成年后的第一天，其实就可以分辨出哪些线虫更长寿了[3]。或许，是生命早期阶段的一些随机因素，影响了它们的寿命？比如，氧化还原状态？ （来自pixabay.com） 研究人员使用了N2野生型秀丽隐杆线虫，向其转入了氧化还原感受蛋白Grx1-roGFP2，可以根据细胞中不同的谷胱甘肽氧化型（GSSG）和还原型（GSH）浓度比例，发出不同的荧光。 线虫的一生，从卵孵化出来开始，先经历L1~L4四个幼虫阶段，然后性成熟成为成虫。研究人员发现，这些幼虫，在L2阶段开始，体内的氧化还原水平就出现了很大的差异。有的偏向氧化状态，GSSG较多，被称为幼年氧化型；有的偏向还原状态，GSH较多，被称为幼年还原型。 （来自wikipedia.org） 到了线虫们刚成年的时候，体内的氧化还原状态差异没有那么大了。而后随着年龄的增长，线虫体内的氧化水平逐渐增高，个体间的差异也再次增大。不过，成年后第7天时，线虫体内的氧化还原状态跟幼年时反了过来：偏向氧化状态的线虫，常常是那些幼年还原型的线虫，而体内偏向还原态的常常是幼年氧化型。 相比于幼年还原型的线虫，幼年氧化型线虫活的更久。它们的中位寿命比幼年还原型线虫长了18%，最大寿命长了1~4天。 而且，幼年氧化型线虫在成年后对热休克的耐受性更强，经历热休克后的寿命比幼年还原型线虫长了30%！在添加了百草枯或者胡桃醌，充满活性氧的环境下，幼年氧化型线虫也比幼年还原型线虫活的更久。 幼年氧化型线虫在热休克后比幼年还原型线虫活得更久 幼年时的氧化状态能让线虫寿命更长，对热休克和ROS耐受更强，那如果人为的在它幼年时制造一个氧化应激会怎样呢？比如早早接触下百草枯？ 研究人员发现，在L2阶段，让线虫们接触1mM浓度的百草枯10个小时，可以让线虫整体变得更为长寿。这其中，主要是那些原本属于幼年还原型的线虫的寿命延长了8.7%。相反，在L2阶段接触10mM的抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）10个小时，却会让那些原本属于幼年氧化型的线虫的寿命缩短20.8%。 进一步的研究发现，活性氧的作用，在线虫生命早期影响了组蛋白的H3K4me3修饰。不过这一改变如何贯穿线虫的一生，又是怎样影响它们的寿命的，仍有待进一步研究。 论文通讯作者Jakob表示：“早期的生活事件对以后的生活有如此深远、积极的影响，这一现象确实令人着迷。考虑到应激、衰老和与年龄相关的疾病之间的紧密联系，生命中的早期事件可能也会影响年龄相关疾病的易感性，如痴呆和AD。” 不过，百草枯剧毒，线虫也和人类有很大差别，千万别喝百草枯，也别给孩子喂百草枯！ 编辑神叨叨 全体奇点糕呕心沥血呕心沥血呕心沥血打造的重磅音频课程《医学趋势50讲》终于上线了。我们一口气帮你同步了全球医学前沿领域最重磅的进展。只需500分钟，让你彻底搞懂最重磅的医学前沿进展。 课程亮点如下： 1、全面：一网打尽最重磅的医学前沿进展。 在这套《医学趋势50讲》中，我们囊括了免疫治疗、干细胞、微生物、人工智能、二代测序，抗癌新药研发等15个重要的前沿领域，帮你将全球最顶尖的科研成果一举收入囊中。 2、紧跟趋势：帮你无缝同步全球认知。 奇点跨学科专业知识团队，依靠强大的自有数据库系统，每天跟踪全球3000多本医学与生命科学领域的重要期刊，实时把握医学前沿科技最强劲的脉搏。和全球认知同步，你不需要费心费力，我们把全球脉动送到你的耳边。 3、有趣易懂：不用绞尽脑汁，就能理解全球医学顶尖难题。 医学和生命科学领域的论文往往晦涩难懂，再加上语言的隔阂，导致很多人对此望而却步。这一次，我们帮你把艰深晦涩的前沿学术调制成清新爽口的科学小品，让你在享受科学之美的同时，轻轻松松理解医学顶尖难题。和全球最聪明的大脑思考同样的问题，你也可以。 参考文献： 1. BAZOPOULOU D, KNOEFLER D, ZHENG Y, et al. Developmental ROS individualizes organismal stress resistance and lifespan[J]. Nature, 2019. 2. Finch C E, Tanzi R E. Genetics of aging[J]. Science, 1997, 278(5337): 407-411. 3. Rea S L, Wu D, Cypser J R, et al. A stress-sensitive reporter predicts longevity in isogenic populations of Caenorhabditis elegans[J]. Nature genetics, 2005, 37(8): 894. 头图来自Queensland Brain Institute 本文作者 | 孔劭凡 |
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