抗衰机制的奥秘究竟是什么？跟《Nature》来探索

近年，对于衰老机制的探索以及相关性疾病的研究，一直是生命科学领域关注的热点。从生命科学层面上讲，生命衰老主要体现在基因组不稳定性（genomic instability），端粒缩短（telomere attrition），表观遗传学改变（epigenetic alterations），蛋白内稳态丧失（loss of proteostasis），营养感应失调（cellular senescence），干细胞耗竭（stem cell exhaustion）和细胞间信息交换改变（altered intercellular communication）。而其中发表在《Nature》中的一篇研究结果显示，人类机体中两个基因组、细胞核及线粒体间的组合和相互作用，可以诱发机体细胞产生一种适应性表现，从而对人们的寿命产生一定程度的积极影响。

本次研究由来自萨拉戈萨大学等多个研究机构的研究人员共同完成。研究中有足够的证据表明，幼年动物机体细胞线粒体DNA的改变，会诱发一系列适应性的细胞机制出现，从而可以确保机体进行一种较为健康的老龄化过程。由此也提示我们，如果可以探究得出健康老龄化背后的生物学机制，我们就有机会在老龄化期间对机体的健康状态做出正向的调控，以及维持更长期的机体健康。

本项研究的部分结果

• 由C57BL/6小鼠细胞核基因组和NZB/OlaHsd 小鼠的mtDNA整合而成的BL/6^NZB小鼠的平均寿命延长了16%，最大寿命并没有改变(图1a)。

• 9个月后，BL/6^NZB小鼠体重增加较少(图1b)。

• 两岁的BL/6^C57小鼠比同龄BL/6^NZB小鼠表现出更多的衰老迹象(图1c，更多数据见图3a, b)其中包括卵巢功能，同时BL/6^NZB小鼠12个月龄时脂褐素积累较少(更多数据见图3e, f)。

• 1岁BL/6^C57小鼠的端粒平均水平相较于BL/6^NZB长大约11%，而在两岁时，情况出现逆转，由于BL/6^C57小鼠端粒长度减少率大于BL/6^NZB小鼠的两倍(图1e)，因此BL/6^NZB小鼠端粒更长一些(图1d)。

• 剖检肝脏结果显示，BL/6^C57小鼠死亡时肿瘤发生率相对较高(图1f和补充数据图3c, d)，因此提示了BL/6^C57小鼠的基因组不稳定性更高。

•  出生后4天，BL/6^NZB小鼠肝脏线粒体呼吸和ATP合成更低。随后这两个变量在100天以后，两种基因型小鼠代谢指数逐步趋同(图1g)。主要由于在出生第20天至第300天BL/6^C57小鼠肝脏呼吸指数持续下降，而BL/6^NZB小鼠保持不变(图1h)。肝脏mtDNA基因测序结果显示，在每种mtDNA背景下均无年龄相关的mtDNA突变 (补充数据见原文表2，Data1)。延迟代谢恶化，降低肿瘤发病率，减慢端粒磨损，持续的卵巢功能等结果提示（详见下图3），在BL/6细胞核背景下，NZB mtDNA可促进更健康的衰老进程。

研究中小鼠的代谢数据
 

在上述实验过程中，各组小鼠的饮食饮水量、基础呼吸代谢指标以及活动量的监测，均使用OxyletPro-呼吸代谢监测系统。

针对每组实验小鼠，在标准代谢笼室内的活动量，持续监测了5天（5天4晚），同时分析得出每组实验小鼠24小时内的呼吸代谢和热量消耗。详细数据可参考下图。