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Nature:储存单不饱和脂肪的胖纸更长寿?

来源:生物谷 2017-04-07 07:00


2017年4月7日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学医学院的研究人员发现储存着一种特定脂肪类型的秀丽隐杆线虫要比苗条的同伴活得更长。相关研究结果于2017年4月5日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Mono-unsaturated fatty acids link H3K4me3 modifiers to C. elegans lifespan”。

仅给线虫喂食单不饱和脂肪酸能够促进这种脂肪堆积和随后的线虫寿命增加。这些研究人员认为鉴于很多物种具有类似的脂肪代谢模式,这些发现可能能够延伸到其他动物,包括人类。

这些发现提示着堆积一种特定的脂肪类型实际上能够是有益处的。这让这些研究人员感到吃惊,这是因为严格的热量限制已被证实能够延长很多动物的寿命。

论文通信作者、斯坦福大学遗传学系教授Anne Brunet博士说,“一段时间以来,我们已知代谢变化能够影响寿命,因此我们曾预料在我们的研究中,长寿的动物将会更加苗条。然而,它们实际上更胖。这是非常令人吃惊的。”

探究表观遗传机制

这些研究人员研究了被称作COMPASS的表观遗传蛋白复合物如何可能与线虫的代谢变化相互作用,从而影响它的寿命。COMPASS给包裹着细胞DNA的组蛋白八聚体中的组蛋白H3添加或移除化学标签。

Brunet说,“众所周知,表观遗传蛋白复合物和代谢通路影响着很多动物的寿命。但是在此之前,我们并不知道在某种意义上,这两个过程为何或是否存在关联。”

Brunet和论文第一作者、斯坦福大学遗传学系研究生Shuo Han着手研究了阻断COMPASS活性对实验室线虫代谢的影响。线虫因具有相对较短的寿命和容易照看而成为一种流行的模式动物用于寿命研究。总之,COMPASS将被称作甲基的化学标签添加到包裹着细胞DNA的组蛋白八聚体中的组蛋白H3上。这种标签的存在或缺乏影响着DNA是否保持紧密地缠绕,或者展开以便允许它的基因表达。

降低组蛋白H3上的甲基基团数量让细胞DNA无法接近,而且Brunet实验室的研究人员之前已证实缺乏COMPASS活性的线虫要比它们的同伴多存活大约30%。Han想知道其中的原因。

Brunet说,“我们曾认为COMPASS导致的这种表观遗传修饰可能模拟饮食限制。因此,我们开始研究缺乏COMPASS活性的线虫的代谢和脂肪含量。”

Han注意到缺乏功能性COMPASS复合物的线虫不仅比它们的同伴活得更长,而且它们也在它们的肠道中堆积脂肪。利用气相色谱-质谱法作进一步检查,结果证实这种脂肪主要是一类特定的单不饱和脂肪酸。这种单不饱和脂肪酸与在橄榄油、坚果和鳄梨中发现的属于同一类脂肪。

Brunet说,“这是激动人心的,但是理解这为何发生需要一段时间。”这是因为COMPASS主要在制造卵子和精子的生殖组织中发挥作用。但是Han观察到,这种特定的单不饱和脂肪酸在肠道中堆积。

抑制COMPASS

Han发现抑制生殖系中的COMPASS活性导致将多不饱和脂肪转化为单不饱和脂肪的酶的表达在线虫肠道中发生特异性地增加。尽管生殖组织与肠道组织之间的通信方法仍然在研究当中,但是这一发现是吸引人的。吃富含单不饱和脂肪的饮食的人经证实具有下降的心脏病和糖尿病风险,而且一些研究已证实百岁老人要比非百岁老人储存着更多的单不饱和脂肪。

Brunet说,“我们想要知道这种单不饱和脂肪堆积是否对寿命比较重要,因此我们直接给线虫喂食单不饱和脂肪和多不饱和脂肪。我们发现单不饱和脂肪堆积在线虫的肠道中,增加它们的寿命,即便当COMPASS未发生突变时,也是如此。相反之下,多不饱和脂肪不会产生同样的影响。”

这些研究人员如今正在努力理解这种单不饱和脂肪堆积如何可能延长寿命。一些可能的解释包括能够从在这种储存的脂肪中快速地获得能量,或者这种脂肪可能作为一种可利用的来源提供脂质信号分子来促进细胞间或组织间通信。或者,这些单不饱和脂肪可能有助保持包围着和保护细胞的脂质膜的流动性。(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Shuo Han, Elizabeth A. Schroeder, Carlos G. Silva-García et al. Mono-unsaturated fatty acids link H3K4me3 modifiers to C. elegans lifespan. Nature, Published online 05 April 2017, doi:10.1038/nature21686

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