已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種以前未知的驅(qū)動衰老機(jī)制在包括人類在內(nèi)的一系列不同動物中是普遍存在的

• 一項新的研究發(fā)現(xiàn)，衰老過程中發(fā)生的大多數(shù)分子水平變化都與基因長度有關(guān)。
• 生物平衡短基因和長基因的活性
• 衰老伴隨著基因活性向短基因的轉(zhuǎn)變，這與加速衰老有關(guān)
• 衰老是一種微妙的不平衡，遠(yuǎn)離平衡，人們的細(xì)胞付出更多的努力才能正常運(yùn)作
• 研究結(jié)果可能導(dǎo)致減緩甚至逆轉(zhuǎn)衰老的生物學(xué)特征的醫(yī)療干預(yù)

這一發(fā)現(xiàn)可能為減緩甚至逆轉(zhuǎn)衰老過程的干預(yù)措施打開大門

美國伊利諾伊州的西北大學(xué)研究人員的一項開創(chuàng)性研究揭示了一種以前未知的控制衰老機(jī)制。

利用人工智能，該團(tuán)隊分析了來自人類、小鼠、大鼠和鳉魚的各種組織的數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)基因的長度在衰老過程中發(fā)生的分子變化中起著重要作用。

所有細(xì)胞都必須平衡長基因和短基因的活性。研究人員發(fā)現(xiàn)，較長的基因與較長的壽命有關(guān)，而較短的基因與較短的壽命有關(guān)。他們還發(fā)現(xiàn)，衰老基因會根據(jù)長度改變其活性。更具體地說，衰老伴隨著活性向短基因的轉(zhuǎn)變。這導(dǎo)致細(xì)胞中的基因活性變得不平衡。

令人驚訝的是，這一發(fā)現(xiàn)幾乎是普遍的。研究人員在包括人類在內(nèi)的幾種動物以及研究中分析的許多組織（血液，肌肉，骨骼和器官，包括肝臟，心臟，腸道，大腦和肺）中發(fā)現(xiàn)了這種模式。

這一新發(fā)現(xiàn)可能會導(dǎo)致旨在減緩甚至逆轉(zhuǎn)衰老步伐的干預(yù)措施。這項研究最近發(fā)表在《自然老齡化》雜志上。

領(lǐng)導(dǎo)這項研究的西北大學(xué)的托馬斯斯托格說：“基因活性的變化非常非常小，這些微小的變化涉及數(shù)千個基因，我們發(fā)現(xiàn)這種變化在不同的組織和不同的動物中是一致的。我們幾乎到處都能找到它。我發(fā)現(xiàn)非常優(yōu)雅的是，一個單一的，相對簡潔的原則似乎可以解釋動物隨著年齡的增長而發(fā)生的基因活性的幾乎所有變化?！?/p>

復(fù)雜系統(tǒng)方面的專家、西北大學(xué)麥考密克工程學(xué)院的Erastus Otis Haven化學(xué)和生物工程教授Amaral認(rèn)為，基因的不平衡導(dǎo)致衰老，因為細(xì)胞和生物體保持平衡 - 醫(yī)生稱之為體內(nèi)平衡。如果生物體內(nèi)短基因和長基因的活性平衡發(fā)生變化，衰老就是這種微妙的不平衡，遠(yuǎn)離平衡。基因的小變化似乎沒什么大不了的，但這些微妙的變化正在影響你。

跨越年齡

為了進(jìn)行這項研究，研究人員使用了各種大型數(shù)據(jù)集，包括基因型 - 組織表達(dá)項目，這是一個由美國國立衛(wèi)生研究院資助的組織庫，用于存檔人類捐贈者的樣本用于研究目的。

研究小組首先分析了4個月，9個月，12個月，18個月和24個月的小鼠的組織樣本。他們注意到基因的中位長度在4個月到9個月之間移動，這一發(fā)現(xiàn)暗示了一個早發(fā)的過程。然后，研究小組分析了6個月至24個月的大鼠和5周至39周的鳉魚的樣本。

在生命的早期似乎已經(jīng)發(fā)生了一些事情，但隨著年齡的增長，它變得更加明顯，似乎在年輕的時候，我們的細(xì)胞能夠?qū)箤?dǎo)致基因活性失衡的擾動。然后，突然之間，我們的細(xì)胞不再能夠?qū)顾?/p>

完成這項研究后，研究人員將注意力轉(zhuǎn)向了人類。他們研究了從30歲到49歲，50歲到69歲，然后是70歲及以上的人類基因的變化。根據(jù)基因長度的基因活性的可測量變化在人類進(jìn)入中年時已經(jīng)發(fā)生。

“系統(tǒng)級”更改

在所有動物中，研究人員注意到樣本中數(shù)千個不同基因的微妙變化。這意味著不僅僅是導(dǎo)致衰老的一小部分基因。相反，老化的特點(diǎn)是系統(tǒng)級的變化。

這種觀點(diǎn)不同于研究單個基因影響的主流生物學(xué)方法。自20世紀(jì)初現(xiàn)代遺傳學(xué)開始以來，許多研究人員期望能夠?qū)⒃S多復(fù)雜的生物現(xiàn)象歸因于單個基因。雖然一些疾病，如血友病，確實是由單基因突變引起的，但研究單基因的狹隘方法尚未導(dǎo)致解釋神經(jīng)退行性疾病和衰老中發(fā)生的無數(shù)變化。研究人員一直關(guān)注少數(shù)基因，認(rèn)為一些基因可以解釋這種疾病。

冗長的見解

在編譯了大型數(shù)據(jù)集之后，其中許多數(shù)據(jù)集被西北大學(xué)范伯格醫(yī)學(xué)院的研究人員用于其他研究以及西北大學(xué)以外的研究中，斯托格集思廣益，根據(jù)基因的長度檢查基因。

基因的長度取決于其中核苷酸的數(shù)量。每串核苷酸轉(zhuǎn)化為一個氨基酸，然后形成一種蛋白質(zhì)。因此，一個很長的基因會產(chǎn)生一個大的蛋白質(zhì)。一個短基因產(chǎn)生一個小的蛋白質(zhì)。根據(jù)Stoeger和Amaral的說法，細(xì)胞需要平衡數(shù)量的小蛋白質(zhì)和大蛋白質(zhì)才能實現(xiàn)體內(nèi)平衡。當(dāng)這種平衡失衡時，就會出現(xiàn)問題。

盡管研究人員確實發(fā)現(xiàn)長基因與壽命延長有關(guān)，但短基因在體內(nèi)也起著重要作用。例如，短基因被要求幫助抵抗病原體。

一些短基因可能在生存方面具有短期優(yōu)勢，但代價是最終壽命，因此，在研究實驗室之外，這些短基因可能有助于在惡劣條件下生存，但代價是縮短動物的最終壽命。

懷疑與長期COVID-19有關(guān)

這一發(fā)現(xiàn)也可能有助于解釋為什么隨著年齡的增長，身體需要更長的時間才能從疾病中愈合。即使是像剪紙這樣的簡單傷害，老年人的皮膚也需要更長的時間才能恢復(fù)。由于不平衡，細(xì)胞有較少的儲備來抵消損傷。

不僅僅是處理切割，身體還必須處理這種活動不平衡，這可以解釋為什么隨著時間的推移，隨著年齡的增長，我們沒有像年輕時那樣處理環(huán)境挑戰(zhàn)。

由于數(shù)以千計的基因在系統(tǒng)水平上發(fā)生變化，因此疾病從哪里開始并不重要。這可能會解釋長期COVID-19等疾病。雖然患者可能會從最初的病毒中恢復(fù)過來，但身體會在其他地方受到損害。

感染 - 主要是病毒感染 - 導(dǎo)致以后生活中的其他問題，一些病毒感染會導(dǎo)致癌癥。感染部位并影響我們身體的其他部位，然后這些部位就無法應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)。

醫(yī)療干預(yù)的希望

研究人員認(rèn)為，他們的發(fā)現(xiàn)可以為旨在逆轉(zhuǎn)或減緩衰老的療法的發(fā)展開辟新的途徑。研究人員認(rèn)為，目前治療疾病的治療方法只是針對衰老的癥狀，而不是衰老本身。Amaral和Stoeger將其與使用泰諾來減少發(fā)燒而不是治療引起發(fā)燒的疾病進(jìn)行了比較。

發(fā)燒可能有很多很多原因，它可能是由感染引起的，需要抗生素才能治愈，或者是由闌尾炎引起的，需要手術(shù)。在這里，這是一回事。問題是基因活性失衡。如果你能幫助糾正這種不平衡，那么你就可以解決后期的后果。

參與這項研究的包括溫伯格藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院分子生物科學(xué)教授理查德森本;亞歷山大·米沙林博士，范伯格醫(yī)學(xué)副教授;以及 G.R. Scott Budinger 博士，F(xiàn)einberg 的 Ernest S. Bazley 氣道疾病教授和西北醫(yī)學(xué)的肺和重癥監(jiān)護(hù)主任。

該研究由美國國防部，國立衛(wèi)生研究院，國家科學(xué)基金會和退伍軍人管理局醫(yī)療中心資助。