基因大发现长寿基因

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长寿基因的定义

长寿基因是指一支特殊的可以导致人类寿命延长的一种变异基因。科学家在欧洲人身上发现攸关日本人长寿的一个基因,研究显示,世界上拥有该基因的民族,也能活得很长寿。

德国的这项研究,比较了位逾百岁德国老人与位年纪较小者的基因组成,结果发现百岁老人组频繁出现名为FOXO3A的基因变异。该研究检视名逾95岁日本老翁的基因,获得同样结论。研究人内柏说:“因为日本人与欧洲人的基因相当不同。如今我们可以推定,这个基因在全球各地都与活得更长寿有关。”

发现过程

德国基尔大学医学院的一项调查

德国基尔大学医学院的一项调查表明,人体DNA中存在一种名为“FOXO3A”的基因能够助人长寿,而与年轻人相比,这种基因存在于百岁老人体内的情况更加普遍。研究人员在比较了大量德国百岁老人和年轻人的DNA样本后还发现,FOXO3A基因发挥的作用覆盖各种不同人种。基尔大学在一份公报中指出,年9月,一个由布拉德利·威尔科克斯博士带领的美国研究小组曾在《美国国家科学研究院学报》上发表一份研究报告,指出这种“长寿基因”[1]在95岁以上、具有日本血统的美国人体内也普遍存在。

定期接受健康检查的日裔美国男性

布拉德利·威利克斯博士及其同事研究了一群定期接受健康检查的日裔美国男性。科学家筛查了受试者的DNA,把重点放在胰岛素路径的5个基因上。他们计算了每个基因的三个位置上出现的DNA碱基。FOXO3A基因上的一个位置特别突出。在组成了DNA的4种碱基(A、T、C、G)中,大多数受试者在一对染色体的FOXO3A基因位置上拥有的是胸腺嘧啶(T)。但是鸟嘌呤(G)取代了胸腺嘧啶(T)的受试者在当初健康检查的时候健康状况更好。但研究发现20年后,在最终到达了98岁平均年龄的男性组中鸟嘌呤(G)出现的频率更高。科学家在这些老年人中的许多人身上发现了有两个G(GG)的等位基因,他们认为这可能是这些人在老龄时非常健康的原因。

确定了当FOXO3A基因在DNA上时

此外,这项研究还确定了当FOXO3A基因在DNA上的一个含氮碱基上出现时,人健康地活到90岁的几率就会更高。基尔大学的研究报告指出,德国研究人员在将名百岁及90岁以上的德国长寿老人的DNA样本与年轻人的DNA样本进行比较后确认了威尔科克斯的研究结果。这项研究的负责人阿尔穆特·内贝尔表示,他们的调查结果能够消除此前人们有关FOXO3A基因与长寿之间是否存在紧密联系的所有疑问。此外,日本人和欧洲人之间存在遗传差异,却能在两个人种体内发现同样的“长寿基因”,使得这项研究更是意义非凡。内贝尔指出:“我们可以得出结论认为,这个基因很可能是让全球人类长寿的关键因素。”

临床分子生物学院研究所教授发现

基尔大学临床分子生物学院研究所教授弗里德里克·弗拉切巴特指出,这项研究的 难点是如何找到大批长寿人群,尤其是百岁以上老人的DNA样本。因为有趣的是,与95岁老人相比,这种基因的遗传作用在百岁以上的老人身上更加明显。这项研究得到了德国石勒苏益格-荷尔施泰因-伯根生物样品库的帮助,这里保存着份百岁老人的DNA样本,是世界上 的长寿人群DNA样本收藏库之一。在对大量的资料进行研究后,基尔大学科学家证实FOXO3A基因的作用不分地区和性别,对世界各地的男性和女性都能发挥作用。这就意味着在未来,人类也许可以通过基因手段来控制衰老的过程。

台湾阳明大学研究团队声称

年05月03日,台湾阳明大学研究团队声称找到调控寿命长短的Cisd2基因,进一步利用基因转殖技术,提升长寿基因蛋白的量,使实验中的小鼠存活达36个月,较一般老鼠增加1.4倍,相当于人类的岁。更重要的是,这些“长寿鼠”仍精力充沛毫无老态。未来若能找出补充Cisd2基因的物质,人类也可望长生不老、永保青青。

长寿基因研究史

美国对芽殖酵母和线虫的基因分析

美国科学家通过对芽殖酵母和线虫的基因分析,鉴别出两种生物共有的25个负责调控寿命长短的基因。美国华盛顿大学等机构的科学家年3月13日在《基因组研究》杂志上报告说,在这25个“长寿基因”中,至少15个在人的基因组内存在相似版本。这意味着,科学家有可能借此锁定人体内的基因目标,研究如何减缓人的衰老过程,治疗衰老引发的相关疾病。研究小组人员介绍说,他们选择了单细胞芽殖酵母和秀丽隐杆线虫为基因分析对象,二者都是衰老研究领域常用的模型生物。从进化史来看,这两种生物之间相距大概有15亿年,如此悬殊的进化差距比小毛虫和人之间的进化距离还要大。正因如此,从这两种生物体内鉴别出共同拥有的与寿命相关的基因才显得意义重大。另外,人的基因组内也有十几个类似基因存在,这表明,类似基因很可能也能调控人的寿命。华盛顿大学生物化学家布赖恩·肯尼迪说,他们希望将来通过基因工程方法调控人体内的“长寿基因”,不仅延长人的预期寿命,还能延长“健康寿命”,也就是人的生命中身体健康、不受衰老引起的疾病影响的时间段。

人类的寿命与基因有关

人类的寿命与基因有关,体内有多个基因主宰着人的生命长短。那些在恶劣环境下控制机体防御功能的基因,能够显著地改善多种生物的健康状况并且延长其寿命。利用长寿基因的影响力,可以改变人类的生命进程:不让生长和活力因为年老的衰退而却步;使人能够在70岁、90岁乃至多岁时,仍然持他50岁时的蓬勃朝气。科学家们曾经认为老化不仅仅是一个衰退的过程,而是生物体的遗传性程序化发育(geneticallyprogrammeddevelopment)的积极延续。个体一旦成熟,“衰老基因”(aginggene)就开始将该个体导向死亡。但这种观点已经不再为人们所相信了,现在人们普遍认同:衰老其实只是由于身体的正常防卫及修复机制随时间流逝而衰退导致的。然而,研究者发现,有一个基因家族与生物体的应激耐受性有关,它们能够加强各个年龄段生物体的自身防卫及修复活性。这些基因通过优化身体的生存机能, 地提高个体渡过困境的几率。如果这些基因处于激活状态的时间足够长,那么还能显著地增进生物体的健康,并延长寿命。其实,这个基因家族就是那些与衰老基因相对立的长寿基因(longevitygene)。

人们对SIR2基因的认识最多

作为首先被确认的长寿基因之一,人们对SIR2基因的认识最多,对长寿基因的研究,让人们看到基因的生存调控机制如何延长寿命,以及如何增进健康。而且越来越多的迹象表明,SIR2基因很可能就是这个机制中的重要调控基因。在寻找引发酵母菌细胞个体衰老的原因时, 次发现:SIR2基因是长寿基因。当时,我们曾设想这种简单生物体的衰老可能是由某种单一基因所控制,并认为对酵母菌寿命的了解,或许会帮助我们理解人类的衰老过程。而这在当时很多人看来,这些观念是极其荒谬的。酵母菌的衰老程度,是以母细胞在死亡之前分裂产生子细胞的次数来衡量的。酵母菌细胞的寿命,通常在分裂20次左右。

早在20世纪90年代就有报道指出,发现蠕虫和果蝇体内的FOXO3A基因与其衰老过程有密切的关系。从这以后,FOXO3A基因就成为了衰老遗传研究领域中一个非常引人瞩目的元素。也正是因为这样,德国基尔大学临床分子生物学研究团队长期以来都一直努力致力于对这种基因在人类体内变异形态的研究工作。

调查发现长寿基因比例高

波士顿大学一个研究小组调查多名百岁老人,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。借助电脑建模,这个研究小组跟踪研究对象和对照组成员身上的基因变异体,以辨别哪些 长寿预测能力。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,即年龄不低于岁的老人中,45%老人所含基因标签显示他们“拥有 比例的长寿相关基因变异体”。研究小组负责人说,这些基因变异体“或许有助于辨认健康衰老人群中的关键子群”。

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”。研究小组发表论文说,一个关键发现是,研究对象和对照组之间在疾病相关基因变异体上体现出来的区别微不足道,这可能意味着相对没有疾病相关基因变异体,存在长寿相关基因变异体重要得多。论文说,如果这一发现经证明为实,说明“其他基因变异体可能有利于减少疾病风险,如果不考虑关于这些基因变异体的信息,单用疾病相关基因变异体预测疾病风险,可能不正确,或者误导结论”。

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。”先前研究发现,美国老人长寿的一个重要原因是能够知足常乐,哪怕收入不高。美国人口普查局数据显示,全美百岁以上老人从0年大约3.7万人增至年的约8.4万人,预计到年将增至58万人。参与这项研究的波士顿大学医学院新英格兰地区百岁老人研究项目收集有数千名百岁老人和数百个长寿家庭的数据,据信是世界 、数据最全的同类研究项目。百岁老人是医学、生命科学等领域宝贵的研究对象,因为他们可以帮助医生深入了解与年龄有关的疾病,如癌症、心脏病、痴呆等在老年人身上如何演进。

研究的重点和热点

科学家们在不断预测人类的寿命极限:、……甚至有美国科学家预测本世纪末我们能活到岁。这些预测,让很多人产生了这样的疑问:到底人类能活多久?怎样才能长寿?带着这些问题,本报记者采访了国内外的科学家及研究机构,对世界长寿研究的 进展做了初步了解。

一般认为,人类的自然寿命在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:基因研究逐渐明朗

长寿研究近百年来才开始科学化;近10年来,长寿研究逐步取得突破。德国科学家用15年的时间,调查了名百岁老人,结果发现,他们的父母死亡时的平均年龄比一般人多9—10岁。因此,科学家们认为,长寿的遗传因素非常重要。他说,目前,长寿研究已成为一个跨领域、发展迅速的研究科目。在欧洲科学家看来,衰老是一种多基因的复合调控过程,表现为染色体端粒长度改变、DNA损伤、DNA 化和细胞氧化等。这些因素综合作用,影响了寿命的长短。

当前,科学家研究的重点主要集中在两方面:一是寻找“长寿基因”。专家们主要谈到了两个研究方向。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4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。接下来,他们计划用2—3年的时间找到这些基因,并且研究它们的具体生理功能。如果成功的话,对整个中国人群都有借鉴意义。

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,杨泽教授等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。如何刺激它们更好地发挥作用,将是科学家们下一步的工作重点。

除此之外,还有研究发现,用转基因技术可以增加人体细胞的增殖能力,延长细胞寿命;有的研究则显示,给老化肌肉注入新基因能让人恢复青春活力。

三是抑制“减寿基因”。说到这一点,人们最熟悉的要算自由基了。老年医学研究所老年保健品功能评价室主任胡刚教授告诉记者,目前,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”。除了自由基,前面提到的载脂蛋白E的4型,会促使老年痴呆症的发作,损害寿命。如何抑制它的表达,也是科学家研究的热点。

外因:生活习惯的影响得到确认

“内因”很关键,“外因”也不可忽视。在迪特·普罗格教授看来,环境和生活习惯在长寿上所起的作用甚至能达到66%。目前,在“外因”方面,科学家们提出,以下4点内容非常重要:

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0大卡还低,只有大卡。

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%。“精神作用对寿命的影响也很大。”黎健教授说,他在瑞士时,看到很多老人的独立性都特别强,有的还在大街上当义工,这种积极向上的生活心态,对长寿无疑是有好处的。

三是生活习惯。杨泽教授认为,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。他说,人的一生其实是一个不断消耗的过程,熬夜、酗酒、过度运动等都会导致身体消耗过度。而身体可供消耗的就那么多,用一点少一点。记者在翻看普罗格教授提供的德国长寿医学研究中心的研究资料时发现,不健康的生活方式是导致人类死亡的头号原因。在欧洲,70%—80%的人死于“生活方式病”———心脏病、脑卒中、高血压。德国富尔达大学健康学教授彼得·埃克斯特甚至认为懒人更长寿,理由是活跃的身体会产生更多“自由基”,加快衰老过程。

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。杨泽教授说:“有了这样的生存环境,对长寿肯定是大有裨益的。”在那样的环境当中,很多身体不好的人都会变得健康。杨泽教授告诉记者,社会要发展,但是一些传统的生活习惯真的不能丢。他希望,将来能把一些好的传统生活方式写进长寿指南中,供人们参考。

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