Cell子刊:酵母研究识别出新颖的延长寿命途径

古代哲学家依靠炼丹术寻求永生的线索。如今，研究人员却依赖于酵母。这些单细胞微生物长期担任解决老化过程之迷惑的模型系统，发表于最新一期的细胞新陈代谢杂志上描述了酵母的又一新发现。

DIC显微镜下的酿酒酵母。图片来源：维基百科

由宾夕法尼亚大学的研究人员领导的这项研究，识别出一条控制酵母和更复杂生物寿命的分子通路，并提出一种干预治疗方式，即通过模仿热量限制来延长寿命，而没有必要限制饮食。资深作者雪莱伯杰博士说，“毕竟，有谁愿意生活在一个每天500卡路里的热量中?”

伯杰，宾夕法尼亚大学的一个一体化知识教授，隶属佩雷尔曼医学院遗传和细胞学系和美国艺术与科学学院发育生物学系，研究表观遗传学，遗传信息控制的科学。表观遗传学包括多个调控水平，包括染色质包装，即细胞核内DNA环绕组蛋白进行有序的包装。通过改变DNA的这种包装，细胞可以控制基因何时以及如何表达。

“在某种程度上，衰老是细胞应激积累的一种表现，” 她解释说。“如果你能够对这些应激作出更好的反应，这可改善它造成的伤害。”

伯杰和她的研究小组以酿酒酵母为模型，通过搜索与表观遗传调控相关的基因，找到能够影响寿命的染色质相关基因，在酵母中删除这个基因可以延长寿命。一个这样的基因能够延长25 %的寿命，这可以使人类的平均寿命75年延长至95年，伯杰指出，这对于长寿是一个巨大的好处。这项研究是由博士后研究员Weiwei Dang博士进行的，旨在揭示这种寿命的增加时如何实现的，以及是否与细胞应激有关。

首先，团队提出基因ISW2是否是先前确定的长寿途径的一部分，尤其是与那些热量限制(一种延长寿命的著名策略)相关。但涉及染色质修饰形式(组蛋白乙酰化)的途径一点头绪都没有，因为没有涉及生长控制的另一条途径，这表明ISW2功能通过一种从未见过的机制来实现。

研究小组随后在ISW2蛋白质的功能中寻找答案，发现它的缺失会改变参与保护细胞免受应激中的DNA损伤的基因表达。ISW2的缺失可增加DNA损伤修复途径的基因表达和活性，与热量限制产生同样的效果。

事实证明，基因ISW2参与染色质重塑——它控制组蛋白“线轴”围绕DNA包装的间距和分布。通常情况下，ISW2抑制应激反应通路，这可能是因为这些途径的过度活化对生命的早期有害，伯杰如此推测。ISW2基因缺失或失活都能够激活这些途径，启动细胞更有效地处理随着细胞衰老的应激相关基因损伤。当伯杰团队降低秀丽隐杆线虫相关基因水平时，他们观察到寿命延长了15%，在其他蠕虫长寿途径中观察到相似的寿命延长。同样，干扰培养的人类细胞中的一个同源基因的表达可提高应激反应基因的表达，跟酵母一样，再次发生在DNA损伤修复途径。

这些发现表明类似于酵母鉴定出来的一条途径在人类中执行相似的功能，保持应激反应基因的检查——如果抑制，则激活这些途径。但是，目前尚未确定。而且，对于如果调整这些途径可以延长人类的寿命，还很不明朗——但是，当然，这个目标值得进一步研究，作者说。

但是，如果这是一条人类版本的ISW2通路，这些数据表明一个用于防治人类衰老相关疾病的可能治疗策略，伯杰说。热量限制饮食方式已被证明可以延长从酵母到灵长类动物的生物寿命，这种饮食方式是很好，但是很难满足“胃”。

假设这些发现可以被复制和扩展到人类，那么人类ISW2的小分子抑制剂可能不需要限制饮食而达到这种临床效果。然而，研究人员指出，需要更多的研究来证明。

作者：生物帮