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

熱量限制能夠延長壽命，這一特性已經(jīng)在多種物種，如酵母、線蟲、果蠅和嚙齒類動物等中，經(jīng)過研究證明是有效的。只有少數(shù)經(jīng)過遺傳改變的物種對熱量限制沒有反應。

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

然而，盡管有許多研究，但是研究人員一直無法準確解釋這其中的緣由。

近日，劉易斯-卡茨醫(yī)學院(LKSOM)的研究人員在熱量限制延長壽命機制方面取得重大突破。研究結(jié)果于9月14日在線發(fā)表在國際頂級期刊《Nature Communications》，首次揭示表觀遺傳學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程，從而潛在的解釋了熱量限制對壽命的影響。

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對環(huán)境改變和時間推移的呢？

化學修飾如DNA甲基化是一種重要的調(diào)控機制，細胞通過DNA甲基化改變基因表達。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而發(fā)生，但是這是否與壽命長短相關(guān)還不得知。

LKSOM 癌癥研究所所長Jean-Pierre Issa博士解釋說：“我們的研究表明，隨著時間的推進，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。”

為了驗證DNA甲基化與壽命間的相關(guān)性，研究小組進行了一組實驗。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月到三歲，猴子為幾個月到30歲，人類為0到86歲（臍帶血代表0歲）。然后，通過深度測序技術(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)，隨著年齡增長而甲基化程度大的區(qū)域基因表達顯著下降，相反，甲基化程度小的區(qū)域基因表達增加。

綜上所述甲基化程度與壽命之間存在負相關(guān)關(guān)系。換句話說，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：“我們的下一個問題是是否可以通過改變表觀遺傳以達到延長壽命的目的。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，同時仍然維持攝取必需營養(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，同時熱量限制的老年動物的甲基化程度竟與年輕動物相當?！?/p>

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

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

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

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