含有更多量的人源肽与动物和人类的更长寿命和更好的健康密切相关,包括降低阿尔茨海默氏症的风险
由南加州大学伦纳德·戴维斯分校老年医学学院的研究人员领导的一项新研究首次证明了一种微小的蛋白质对动物和人类的健康和长寿具有重大影响。
研究人员检查了人源肽,后者是在线粒体的小基因组中编码的一种肽,即线粒体的细胞,而不是细胞核中的主要基因组。从实验动物的实验到人类患者的测量,多站点协作证明了体内更高水平的人应皂素如何与更长的寿命和更好的健康状况相关联。它与患阿尔茨海默氏病等疾病的风险较低有关。
南加州大学伦纳德·戴维斯分校高级作者,老年医学,医学和生物科学教授Pinchas Cohen表示:“人源肽( humanin)一直以来都有助于预防许多与年龄有关的疾病,这是首次证明它还可以延长寿命。”
有趣的进化史
不仅在人类线粒体中发现了人源肽,而且在整个动物界也发现了人源肽,这表明其相关基因在整个进化过程中都得到了维持或保守。这项研究于6月23日在线发表在《老龄》杂志上,该研究检查了包括蠕虫和小鼠在内的几种动物以及包括阿尔茨海默氏病患者和百岁老人的孩子在内的人类中的人源蛋白。
该结果突出了人源肽和其他线粒体蛋白成为与年龄有关的疾病的治疗方法的潜力。第一作者和南加州大学伦纳德·戴维斯分校的研究助理教授凯尔文·颜(Kelvin Yen)说,它们还表明,人源肽可能是古老的线粒体信号传导机制,是调节人体健康和寿命的关键。
更人性化,寿命更长
以前已经观察到许多物种中人源肽水平会随着年龄的增长而降低。在这项新研究中,科学家们观察到容易长寿的生物体中的人体激素水平较高,其中包括著名的抗衰老裸鼹鼠,该物种在其30年寿命中体内循环的人体激素水平仅非常缓慢地下降。 。
相比之下,小鼠在生命的前18个月中会经历人源肽下降40%的现象,而灵长类动物(如恒河猴)在19至25岁之间的人源肽却出现了相似的戏剧性下降。
在人类中,研究人员观察到18个百岁老人儿童中的人类血清素水平更高,更持久的现象,而对照组中只有19个非百岁老人儿童。据统计,父母年龄达到100岁的人比其他人达到年龄的可能性更高。
在秀丽隐杆线虫中,只要蠕虫具有称为daf-16 / FOXO 的基因的非突变版本,即可对其基因进行修饰以在体内产生更多量的人源肽,足以显着延长寿命。。但是这些寿命更长的蠕虫的体型较小,体内脂肪较少,并且在繁殖过程中产卵的平均数量较少。
这些结果在类似的转基因小鼠中得到了回应。被制成能表达更多人源肽的小鼠更小,后代也更少。科学家在长寿人类中观察到了类似的模式。
严说:“长寿和生殖之间的这种权衡是由于在利用能量产生更多后代或利用能量维持生物体以进行未来生殖工作之间取得了进化上保守的平衡,” “从进化上讲,生命的目标是繁殖,然后就完成了,但如果不能繁殖,则应尝试尽可能长时间地徘徊,而这样做的副作用就是寿命。”
疾病指示和保护
更高的人文不仅仅与寿命的延长有关。较低的水平可能会增加疾病的风险,并降低对毒性暴露的抵抗力。
研究人员分析了少数阿尔茨海默氏症患者和没有痴呆症的对照个体的脑脊髓液样本,并注意到在阿尔茨海默氏症患者中人源蛋白水平要低得多。在新生儿脐带血样本中,高水平的人源蛋白与高线粒体DNA(mtDNA)拷贝数或每个细胞内存在的线粒体基因组拷贝数相关。
严说:“人类血红蛋白水平与线粒体DNA(mtDNA)拷贝数的减少呈负相关,而线粒体DNA的拷贝数本身与多种不同的疾病如癌症,肾脏疾病和心血管疾病有关。”
研究小组还研究了具有3243 MELAS突变的人类细胞系(线粒体肌病,脑病,乳酸性酸中毒和中风样发作综合征),其中一个特征是线粒体突变。严说,线粒体突变的百分比越高,人源肽的含量就越低,这表明人源肽含量低通常是线粒体功能障碍的标志。
人体蛋白的增加可预防疾病和毒素暴露。用人文素处理可以保护酵母细胞免受致命的热冲击。当小鼠具有更高的人源蛋白水平时,无论它们是通过注射接受人源蛋白治疗还是通过基因改造在体内产生更多剂量,它们都能更好地耐受环磷酰胺(一种具有多种副作用的化学治疗药物)的暴露。尽管与对照组相比,它没有诱导更长的寿命,但是用有效的人源蛋白类似物或HNG处理中年小鼠也有其他积极结果,包括更好的代谢健康,内脏脂肪减少和增加瘦体重。
治疗潜力
科恩的实验室是独立发现人源肽并继续释放线粒体基因组秘密的三个小组之一。Cohen研究小组表征的其他有希望的线粒体肽还包括MOTS-c,它在细胞线粒体和细胞核之间的通讯中发挥作用,并且似乎模仿运动的作用;还有小的类人激肽样肽(SHLPs)1-6,似乎在体内具有多种功能。
科恩说,这项新的广泛研究强调了人源肽作为生命和健康的潜在强大调节者的重要性,并且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,人源激素的给药将是对许多疾病的有效治疗方法,并进一步巩固了线粒体的重要性,超越了传统的线粒体作为'细胞动力库'的作用。”
原文地址:https://gero.usc.edu/2020/06/24/protein-in-mitochondria-may-regulate-health-and-longevity/