人類的衰老過程各不相同。有些人能免於重大疾病直至高齡,而有些人則較早出現嚴重的健康問題。隨著全球人口老化,理解衰老原因變得日益重要。
儘管過去200年來預期壽命顯著提高,但人們健康生活的年數並未同步增長。研究人員早已知道,長壽(longevity)常在家族中遺傳,且與慢性疾病較晚發作有關。然而,保護這些家族的基因因素仍未被充分理解。
大多數先前研究聚焦於長壽個體的基因學。在哥特堡舉行的歐洲人類遺傳學學會年會上發表的新研究顯示,研究整個長壽家族或許能更清晰地描繪出支持更長健康壽命(healthspan)的生物機制。(一個人的健康壽命是指其免於慢性疾病和認知衰退的年數)。
研究家族具有重要優勢,因為長壽不僅受基因影響。社會經濟地位、生活方式、行為和環境因素都在決定壽命和健康壽命中扮演重要角色。因此,即使來自平均預期壽命的家族,有些人仍可能活得特別長久,而來自長壽家族的其他人則不然。
來自荷蘭萊登大學醫學中心Eline Slagboom教授團隊的博士生Pasquale Putter,在會上展示了跨世代老化研究的發現。他解釋,該團隊先前的研究已揭示一個顯著模式。
與父母壽命較短的配偶相比,父母長壽的中年個體罹患心臟代謝疾病的平均時間晚了13年。
「這清楚表明,他們較長的健康壽命已傳承給後代,」他說。
為進一步探究,研究人員分析了參與萊登長壽研究的212個長壽同胞群體(具有相同父母的後代)的基因組。
團隊識別出基因組中的四個區域,這些區域很可能包含與長壽相關的基因。
「這意味著我們可以將研究範圍縮小到350個基因,而不是約20,000個,」Putter先生說。
額外的分析進一步縮小了搜尋範圍,揭示了12種罕見的蛋白質變異,這些變異可能促成更長久、更健康的生活。
其中一種變異存在於CGAS(環磷酸鳥苷-腺苷酸合成酶)基因中,該基因先前已被證實與衰老有關。該變異出現在研究中的兩個長壽家族裡。
當細胞內偵測到DNA出現在不該出現的地方時,CGAS有助於觸發發炎反應。這可能發生在病毒感染或細胞受損時。
「這些家族的成員很可能只有一個活性的CGAS基因拷貝,而非兩個,這將降低他們體內的發炎反應,同時仍足以清除感染和修復損傷,從而有助於延長健康壽命和生存的保護機制,」Putter先生說。
研究人員認為,這種減弱的發炎反應可能有助於抵抗與衰老相關的某些損害,同時保持身體的自我防禦能力。
「我們希望透過這種家族研究方法,能幫助我們釐清環境因素與真正遺傳因素之間的關係,特別是涉及罕見突變的部分。到目前為止,我們在體外實驗中發現CGAS突變的影響程度之大,令我們感到驚訝。」
下一步:在 प्रकल्प魚中測試突變
科學家謹慎表示,在確定對人類健康的影響之前,還需要進行更多研究。CGAS的影響很大程度上取決於情境。
完全關閉CGAS途徑可能會使人更容易感染和罹患癌症。另一方面,該途徑過度活化可能導致慢性發炎和長期組織損傷。
為了更好地理解該突變在生物體內的運作方式,研究人員正從體外實驗轉向體內研究。他們計劃在德國科隆馬克斯普朗克老化生物學研究所將CGAS突變引入 प्रकल्प魚(killifish)中。
「 प्रकल्प魚是壽命最短的脊椎動物,自然壽命約為三到九個月。使用牠們作為模型,將使我們能夠確定該突變與對照組相比是否能延長壽命,並研究其對組織健康的影響,」Putter先生說。
「我們也打算透過與其他團隊合作,進一步研究我們在萊登長壽研究中識別出的其他有潛力的長壽變異。」
會議主席、未參與此研究的Alexandre Reymond教授表示,這些發現有助於科學家更好地理解健康老化的生物學原理。
「這些發現讓我們的社群能夠聚焦於與長壽相關的因素,更重要的是,它們指出了可能延長所有人健康壽命的關鍵要素。」
