新西兰和美国研究者证实:被称为大口牛胭脂鱼的北美淡水鱼可活一个多世纪。该鱼的形态和生理特征不受其实际年龄的影响,其中年长者甚至比年轻者拥有更好的免疫功能。

  “福如东海长流水,寿比彭祖八百春”。

  彭祖是中国古代传说中的人物,据说活了800多岁。事到如今,从科学的角度解释其不具有真实性,古人也未必都信,但流传下来无数传说已成为一种世人对长寿的精神崇拜,昭示着对长寿的敬仰与渴求。

图1:位于江苏省徐州市的彭祖雕像,传说他活了800多岁

图1:位于江苏省徐州市的彭祖雕像,传说他活了800多岁

  古往今来,生老病死这一客观规律,没有人能躲得过,鱼也一样。

  一般淡水鱼的寿命大多在2-20年间。然而,北美本土的一种大口牛胭脂鱼(Bigmouth buffalo),可以活到110岁以上。

图2:生长于北美洲的大口牛胭脂鱼可以活到110岁以上,是其他鱼类的5-50倍左右

  图2:生长于北美洲的大口牛胭脂鱼可以活到110岁以上,是其他鱼类的5-50倍左右

  为了明确大口牛胭脂鱼为何较普通淡水鱼的寿命延长数倍甚至数十倍,来自奥克兰大学、北达科他州立大学和明尼苏达德卢斯大学的研究小组开展了一项研究,结果发现,未观察到大口牛胭脂鱼与年龄有关的任何生理衰退迹象,即使是那些接近100岁的鱼也是如此。相反的是,老年鱼似乎比年轻鱼的免疫力更强。这项研究被发表在《自然》(Nature)旗下的《科学报道》(Scientific Reports)杂志上。

图3:《科学报道》文章显示,未观察到大口牛胭脂鱼有任何与年龄有关的生理衰退迹象,即使是那些接近100岁的鱼也是如此。相反的是,老年大口牛胭脂鱼似乎比年轻大口牛胭脂鱼的免疫力更强。

  图3:《科学报道》文章显示,未观察到大口牛胭脂鱼有任何与年龄有关的生理衰退迹象,即使是那些接近100岁的鱼也是如此。相反的是,老年大口牛胭脂鱼似乎比年轻大口牛胭脂鱼的免疫力更强。

  这项研究为未来探索其他长寿命生物衰老速度的原因铺平了道路,这可能对当前生命科学领域理解和掌控生物衰老具有重大意义。

  生物衰老的速度不尽相同

  不同生物的衰老速度相差很大。有些动物的衰老速度非常慢。例如,圈养的裸鼹鼠寿命可超过28年,大约是同等大小老鼠的9倍。随年龄增加裸鼹鼠的生理或形态几乎不发生变化,雌性鼠即使在寿命接近尾声时生育能力也没有下降。此外,一些海龟在老年期也没有死亡率增加及活力下降的迹象,且与年轻雌性相比,老年雌性产卵更多,繁殖更稳定。

  衰老是老年期的一个热门术语,衰老代表着细胞到了永久停止复制的时候。当这种情况发生时,与年龄相关的变化就会对身体机能产生不利影响。先前对慢衰老物种的研究通常集中在与年龄相关的死亡率和生育力上。因此,衰老速度的差异与生理系统功能变化的关系还没有很好的解释,特别是在长寿脊椎动物中。鱼类作为最古老的脊椎动物,是十分理想的研究对象。

  大口牛胭脂鱼不会随着年龄增长而衰老

  研究人员探索了年龄对多个生理系统的潜在影响,这些生理系统与年龄的相关性被认为是衰老的重要机制,包括NLR(中性粒细胞与淋巴细胞比率,NLR升高常代表存在感染性疾病)水平、免疫功能,以及端粒长度。

  NLR可反映机体应激水平。应激也称压力、紧张,指个体身心受到威胁时的一种紧张状态。感染、烧伤、创伤等均可诱发个体产生快速反应,发挥机体防御能力。然而,持久过强的应激会耗尽机体的抵抗能力,引起机体各系统紊乱,严重时导致死亡。当应激水平增加,NLR也增加。研究人员对不同年龄的大口牛胭脂鱼的NLR水平进行分析,发现年长的大口牛胭脂鱼的NLR较年轻的鱼更低,这表明年长的鱼体内的慢性应激水平更低,可产生更有效的应激反应,甚至较年轻的鱼更健康(详见图4)。

图4:随着大口牛胭脂鱼年龄增长,NLR水平降低,比年轻时更健康

  图4:随着大口牛胭脂鱼年龄增长,NLR水平降低,比年轻时更健康

  对于大多数物种来说,免疫功能通常随年龄增加而下降。然而,研究人员发现,在90岁以上的大口牛胭脂鱼身上并没有观察到免疫系统的衰老,相反,这些鱼杀死细菌的能力会随着年龄的增长而显著增加(详见图5)。

图5:随着大口牛胭脂鱼年龄增长,免疫系统杀死细菌能力增加

图5:随着大口牛胭脂鱼年龄增长,免疫系统杀死细菌能力增加

  此外,在人类和许多动物中,端粒长度会随着年龄的增加而缩短。端粒是染色体末端的一种特殊结构,端粒变短意味着DNA受到损伤,会影响细胞功能,极短的端粒会导致机体衰老和死亡。然而,研究人员观察到大口牛胭脂鱼的端粒不会随着年龄的增加而变短(详见图6)。

图6:大口牛胭脂鱼的端粒不会随着年龄增加而变短

图6:大口牛胭脂鱼的端粒不会随着年龄增加而变短

  长寿鱼的“不老秘籍”或许是人类延缓衰老的法门

  虽然“不衰老的大口牛胭脂鱼最终会以何种方式死亡,还是会一直活下去”,以及“食用大口牛胭脂鱼是否可以帮助人类延长寿命”等问题仍不断驱动着科学家们的好奇心,然而“唐僧肉”并不一定不存在,甚至种种迹象表明,人类或许已经发现了“唐僧肉”的关键成分。

  综合上面的研究来看,“长寿鱼”之所以长寿,是因为它们随年龄增长并不会出现衰老的迹象。年长的大口牛胭脂鱼的慢性应激水平更低、免疫功能更强,且没有出现端粒缩短。这些结果也侧面印证了此前科学家们对于“端粒的长度决定生命长度”的观点。

  人类中随年龄增加的免疫功能下降的重要原因恰恰也是免疫细胞的端粒变短2。免疫系统发挥功能时不可避免需要大量复制免疫细胞来起到防御作用,在不断复制过程中,免疫细胞更容易发生端粒变短,从而导致免疫功能下降。因此,找到对抗端粒变短的手段或许便是对抗衰老的法门。

  端粒的长度由去乙酰化酶Sirtuins调节,在人体中发挥强大的生理功能,包括控制细胞周期、细胞自我吞噬和生长调节等,在调控细胞衰老和寿命过程中发挥重要的作用,因此也被称为“长寿蛋白”。

  长寿蛋白Sirtuins是NAD+依赖的蛋白家族,其活性高度依赖NAD+水平。NAD+,全称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,参与多种人体的关键代谢反应,是能量代谢、线粒体功能、生物合成、基因表达、钙信号传导、免疫功能和衰老等过程中的必要辅助因子和底物。NAD+水平降低将影响“长寿蛋白”活性,并参与端粒长度的调节。通过补充烟酰胺单核苷酸(NMN)等NAD+前体来增加NAD+水平,从而激活长寿蛋白Sirtuins或可帮助抑制端粒变短。

  这些研究在近年来才得到突破性进展,由于时间太短,不足以让科学家们在人类的寿命延长方面进行充分研究,但他们从未停止过探索的脚步,太空加速试验等或许就是加快这一研究进程的有效方式之一。衰老抑制科技迎来一个又一个突破口,如NMN这样的衰老抑制剂不断在各大期刊砸下重磅研究成果——延缓衰老、改善年龄诱导的代谢紊乱、治疗老年疾病等。或许有一日,高龄并不意味着孱弱,“寿比彭祖”的传说终将会成为现实。

  参考文献

  1.Sauer DJ, Heidinger BJ, Kittilson JD, Lackmann AR, Clark ME. No evidence of physiological declines with age in an extremely long-lived fish. Sci Rep. 2021 Apr 27;11(1):9065. doi: 10.1038/s41598-021-88626-5.

  2.Omran HM, Almaliki MS. Influence of NAD+ as an ageing-related immunomodulator on COVID 19 infection: A hypothesis. J Infect Public Health. 2020 Sep;13(9):1196-1201. doi: 10.1016/j.jiph.2020.06.004. Epub 2020 Jun 7.

  文章来源:https://www.nmn.cn/news/di06n