早在幾十年前，科學(xué)家就提出減少卡路里攝入（通常被稱為熱量限制）可以大大延長(zhǎng)某些物種的壽命。

熱量限制能夠延長(zhǎng)壽命，這一特性已經(jīng)在多種物種，如酵母、線蟲(chóng)、果蠅和嚙齒類動(dòng)物等中，經(jīng)過(guò)研究證明是有效的。只有少數(shù)經(jīng)過(guò)遺傳改變的物種對(duì)熱量限制沒(méi)有反應(yīng)。

先前的研究提示，特別是那些關(guān)于非靈長(zhǎng)類動(dòng)物的數(shù)據(jù)，強(qiáng)烈地提示減少熱量攝入可能是一種控制衰老速度和（或）延長(zhǎng)人類壽命的機(jī)制。

然而，盡管有許多研究，但是研究人員一直無(wú)法準(zhǔn)確解釋這其中的緣由。

近日，劉易斯-卡茨醫(yī)學(xué)院(LKSOM)的研究人員在熱量限制延長(zhǎng)壽命機(jī)制方面取得重大突破。研究結(jié)果于9月14日在線發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature Communications》，首次揭示表觀遺傳學(xué)隨年齡而變化的速度與物種的壽命相關(guān)，而熱量限制減緩了這一變化進(jìn)程，從而潛在的解釋了熱量限制對(duì)壽命的影響。

基因序列在人的一生中保持不變（除非發(fā)生突變），那么基因組是如何應(yīng)對(duì)環(huán)境改變和時(shí)間推移的呢？

化學(xué)修飾如DNA甲基化是一種重要的調(diào)控機(jī)制，細(xì)胞通過(guò)DNA甲基化改變基因表達(dá)。在人類的不同年齡段，甲基化圖譜的變化差異明顯。甲基化圖譜變化隨著年齡的增長(zhǎng)而發(fā)生，但是這是否與壽命長(zhǎng)短相關(guān)還不得知。

LKSOM 癌癥研究所所長(zhǎng)Jean-Pierre Issa博士解釋說(shuō)：“我們的研究表明，隨著時(shí)間的推進(jìn)，基因組DNA甲基化的表觀遺傳的發(fā)生最早出現(xiàn)在小鼠體內(nèi)，其次是猴子，最后是人類。這些發(fā)現(xiàn)有助于解釋為什么老鼠壽命為兩三年，恒河猴大約25年，人類70或80年?！?/p>

為了驗(yàn)證DNA甲基化與壽命間的相關(guān)性，研究小組進(jìn)行了一組實(shí)驗(yàn)。首先研究人員收集三種物種（小鼠，猴子和人類）不同年齡段個(gè)體的血液，分析其血液中DNA的甲基化模式。其中小鼠的年齡跨度為幾個(gè)月到三歲，猴子為幾個(gè)月到30歲，人類為0到86歲（臍帶血代表0歲）。然后，通過(guò)深度測(cè)序技術(shù)分析DNA甲基化的年齡相關(guān)變化指數(shù)。

在隨后的分析中，研究人員發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長(zhǎng)而甲基化程度大的區(qū)域基因表達(dá)顯著下降，相反，甲基化程度小的區(qū)域基因表達(dá)增加。

綜上所述甲基化程度與壽命之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。換句話說(shuō)，表觀遺傳變化越大，發(fā)生的速度越快，物種的壽命就越短。

Issa博士說(shuō)：“我們的下一個(gè)問(wèn)題是是否可以通過(guò)改變表觀遺傳以達(dá)到延長(zhǎng)壽命的目的。已知增加壽命的關(guān)鍵因素之一是熱量限制，這里的熱量限制是指減少膳食卡路里攝入，同時(shí)仍然維持?jǐn)z取必需營(yíng)養(yǎng)素。為了確定可行性，研究人員將年輕小鼠的卡路里攝入量減少了40％，中年猴子減少了30％。研究人員觀察到兩種物種的DNA甲基化程度均顯著降低，同時(shí)熱量限制的老年動(dòng)物的甲基化程度竟與年輕動(dòng)物相當(dāng)?！?/p>

在這項(xiàng)新的研究中，Issa博士和他的同事們提出：通過(guò)表觀遺傳變化的減緩來(lái)解釋熱量限制是如何延長(zhǎng)壽命的。他說(shuō)：“熱量限制對(duì)壽命的影響早已眾所周知，但是借助先進(jìn)的定量技術(shù)，我們首次揭示在壽命延長(zhǎng)的情況下表觀遺傳變化速度顯著減慢?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)希望盡快確定影響甲基化圖譜的其他因素，這對(duì)年齡相關(guān)疾病得預(yù)防具有重大意義。

參考資料：Nature Communications (2017). www.nature.com/articles/s41467-017-00607-3

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