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由南加州大学伦纳德戴维斯老年学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影响。

研究人员检查了人蛋白,一种编码在线粒体小基因组中的肽--细胞的发电站。从实验室动物的实验到人体病人的测量,多点协作显示了人体中更高水平的人蛋白是如何与更长的寿命和更好的健康联系在一起的。它与患阿尔茨海默氏症等疾病的风险较低有关。

资深作者Pinchas Cohen说:“长期以来,人们都知道人蛋白有助于预防许多与年龄有关的疾病,这是第一次证明它也能延长寿命。”他是老年学、医学和生物科学教授,南加州大学伦纳德戴维斯学院(USC Leonard Davis School)院长。

有趣的进化史

人蛋白不仅在人类线粒体中被发现,而且在整个动物王国中也被发现,这表明它的相关基因在整个进化过程中得到了维护或保护。这项研究在网上发表在杂志上。

老化

6月23日,对包括蠕虫和老鼠在内的几种动物以及包括阿尔茨海默氏症患者和百岁老人子女在内的人类进行了检测。

研究结果显示,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。他们还指出,人蛋白可能是一种古老的线粒体信号机制,是调节身体健康和寿命的关键,第一作者和南加州大学伦纳德·戴维斯研究助理教授凯尔文·严教授说。

更多的人,更长的寿命

以前观察到,在许多物种中,人蛋白水平随着年龄的增加而下降。在这项新的研究中,科学家们观察到更高水平的人蛋白在容易长寿的生物体中存在,包括著名的抗衰老裸鼹鼠,这种老鼠在其30年的生命周期中只经历了人体循环中的人蛋白水平非常缓慢的下降。

相比之下,老鼠在出生后的头18个月里,人蛋白下降了40%,像恒河猴这样的灵长类动物在19岁到25岁之间也出现了类似的急剧下降。

在人类身上,研究人员观察到,在18名百岁老人的孩子中,与19名非百岁老人的对照组相比,更高水平和更持续水平的人面蛋白存在这种现象。在统计上,父母年龄在100岁以上的人比其他人更有可能达到非常老的年龄。

在包括蠕虫和老鼠在内的一些物种中,修改它们的基因,使它们体内产生更多的人蛋白,就足以大大提高寿命。但这些寿命较长的动物后代较少。科学家们在长寿的人类身上观察到了类似的模式。

“长寿和生殖之间的这种权衡被认为是由于在使用能量生产更多的后代和使用能量来维持生物体的未来生殖努力之间的进化上的保守平衡,”Yen说。“从进化论上讲,生命的目标是繁殖,然后你就完成了,但是如果你不能再生,你应该尽量多呆一段时间,这样做的一个副作用就是长寿。”

疾病的指示和预防

更高的人蛋白水平不仅与寿命延长有关,更低的水平可能会增加疾病的风险和降低对有毒接触的抵抗力。

研究人员分析了少数阿尔茨海默氏症患者和非痴呆对照者的脑脊液样本,发现阿尔茨海默氏症患者的人源素水平要低得多。在新生儿脐带血样本中,高水平的人源素与线粒体DNA(MtDNA)的高拷贝数或每个细胞内存在的线粒体基因组拷贝数有关。

Yen说:“人蛋白水平与线粒体DNA(MtDNA)拷贝数的减少成反比,线粒体DNA拷贝数的下降本身与癌症、肾脏疾病和心血管疾病等多种疾病有关。”

治疗潜力

科恩的实验室是独立发现人蛋白的三个小组之一,并继续揭开线粒体基因组的秘密。其他有前景的线粒体肽包括mots-c,它在细胞中线粒体和细胞核之间的交流中起着作用,并且似乎模拟运动的效果。

科恩说,这项新的范围广泛的研究强调了人肉蛋白作为一种潜在的强有力的生命和健康调节剂的重要性,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表明,人基因治疗将是一种治疗大量疾病的有效疗法,并进一步巩固线粒体的重要性,而不是它作为‘细胞发电站’的传统作用。”