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科学家发现延缓DNA衰老的方法:欲练此功,必先……

学术经纬 学术经纬 2022-04-28

▎药明康德内容团队编辑  


人类社会中,女性普遍比男性长寿。其他哺乳动物也大多如此,雌性的平均寿命通常要比雄性长。

有一种方法看起来可以帮助雄性更长寿,而且在多种哺乳动物中发现行之有效。

比方说在新西兰,那里养殖了很多绵羊,不用来繁殖的公羊通常会被阉割。其中以产羊毛著称的美利奴绵羊,因为可以年复一年提供羊毛,通常会在农场里待到自然老死,而不会像其他品种的肉羊那样早早地被出售。“这儿的农民和科学家都早就知道,去势(或者说阉割)的公羊,平均寿命要比完整的公羊长得多。”新西兰奥塔哥大学(University of Otago)的研究人员说。

一头年事已老的美利奴绵羊(图片来源:参考资料[2];Credit:Tim Hore, Blackstone Hill Station)

不过,人们并不清楚为什么。

在一项刚刚发表的论文中,新西兰和美国的科学家合作,从内在的衰老——DNA老化的角度研究了这个问题。他们发现,雌性和雄性身上的DNA老化模式很不一样,去势公羊特定部位的DNA分子具有类似于母羊的特征。换句话说,阉割帮助了公羊延缓DNA老化

研究主要负责人之一、Tim Hore博士指出,这项发现为了解“男性衰老速度为什么更快”提供了新的角度

研究论文发表在学术期刊eLife

具体来看,为了评估去势对衰老过程造成的影响,研究人员首先为绵羊构建了“表观遗传时钟”,从而精确反映每一头羊的生物学年龄和衰老速度表观遗传时钟主要考察DNA特定位点上的化学标签(比如DNA甲基化标签)近年来很多研究表明,DNA甲基化不断累积的变化是衰老的一个重要驱动因素。

共同负责这项研究的遗传学家Steve Horvath教授正是表观遗传时钟研究方面的先驱之一。他介绍说:“我们开发的方法为很多种类的哺乳动物测算了生物学年龄,目前为止已经研究了200多个物种,由此发现动物衰老具有惊人的共性。而这项绵羊研究有其独一无二之处:我们可以单独看到雄性激素在衰老过程中起的作用。”

观遗传时钟用来评估DNA老化的速度(图片来源:123RF)

研究人员从400多头养殖的美利奴绵羊身上采集了血液和皮肤样本,对多个基因位点上的DNA甲基化程度进行了评估,测算了它们的DNA老化程度。

表观遗传时钟的数据表明,在很多基因位点上,去势公羊的DNA甲基化模式与母羊更相近。去势总体上减缓了公羊的DNA衰老速度。幼年去势的公羊在成年后,生理学年龄比同时出生的完整公羊平均年轻3个多月。随着实际年龄增加,老化速度较慢的特点还会变得越来越明显。

▲实际年龄越大,去势公羊相比完整公羊在生理学年龄上越显年轻(图片来源:参考资料[1])

研究人员还发现,相比血液样本,绵羊皮肤组织的DNA老化速度有更明显的性别差异,受去势的影响更大。为了明确不同组织对雄激素的敏感程度,研究人员用不同性别的小鼠进行了实验。他们发现,皮肤、肾脏和大脑等表达雄激素受体的组织,DNA甲基化模式存在显著的性别差别;相比之下,不表达雄性激素受体的组织,看起来是一样的。

Hore博士指出,这一结果给阉割、雄性激素和DNA老化的性别差异之间提供了明确的联系。对雄激素敏感的DNA老化模式,也为雄性哺乳动物衰老速度更快提供了新的解释。

当然,这一发现虽然提供了关于抗衰老的新洞见,但要说到它的应用价值,这就不好说了……


参考资料:

[1] Victoria J Sugrue et al., (2021) Castration delays epigenetic aging andfeminizes DNA methylation at androgen-regulated loci. eLife DOI:10.7554/eLife.64932

[2] Castration delays DNA aging. Retrieved July 7, 2021 from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-07/ai-cdd063021.php


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