我國科學家通過兩年研究,在長壽老人及其後代的遺傳研究方面取得重要進展——他們的線粒體DNA拷貝數水平顯著高於普通老年人群。科學家分析:線粒體功能的維持可能是他們保持健康、獲得長壽的關鍵秘密。該項研究成果已於近日發表在衰老領域重要國際期刊《衰老神經生物學》上。
據論文第一作者、中科院昆明動物研究所副研究員何永捍介紹,長壽老人特別是百歲老人往往能逃脫或延緩常見衰老相關疾病的困擾,且其後代發生老年疾病的概率也顯著低於一般人群。究竟是什麼原因使他們能長壽呢?
中科院昆明動物研究所孔慶鵬研究員領銜的人類進化與疾病基因課題組與海南醫學院蔡望偉教授實驗室的前期合作研究發現:長壽老人的能量代謝狀況要顯著優於普通老年人群。“因此,健康長壽老人及其後代往往被學界視作健康衰老的理想模型。基於該模型,我們想深入解析其健康長壽的遺傳機理,為老年疾病的防治和干預提供全新的視角和機遇。”
何永捍解釋說,能量代謝異常與器官衰老和疾病密切相關,而線粒體是產生能量及能量代謝的核心細胞器,被稱為“人體細胞的能量工廠”。線粒體功能的減退、線粒體DNA的突變或損傷被認為是衰老及相關疾病發生的重要基礎。“我們通過研究發現,健康長壽人群其線粒體DNA拷貝數水平要顯著高於普通老年人群。這提示我們,線粒體功能的維持可能是其保持健康、獲得長壽的關鍵所在。”
科學家們通過前期實驗進行了大膽猜想——鑒於線粒體DNA遵循母系遺傳模式,且女性長壽老人的比例顯著高於男性,因此,長壽老人後代很可能繼承了親代的線粒體DNA拷貝數模式,使其能獲得長壽的生存優勢。為了驗證這一猜想,研究人員採集了海南省澄邁縣60多個長壽家庭(206個家庭成員)的血液樣本,每個家庭包括長壽老人、老人子女、老人子女配偶,通過縱向和橫向對指標進行了對比分析。
通過分析其血液白細胞線粒體DNA後,研究者發現:長壽老人子代的線粒體DNA拷貝數水平不僅要顯著高於同齡對照人群,而且與長壽老人的線粒體DNA拷貝數高度相關。
何永捍說,當得到“長壽相關的線粒體DNA拷貝數模式可能遺傳”這一有趣的實驗結果時,他們很興奮,第一時間寫成論文投稿。結果審稿人提出,人群研究的結果受諸多因素影響,可能存在偶然性,需要在獨立人群中進行驗證。本着科學研究的嚴謹性和可重複性,他們又去海南省的另一個長壽地區——萬寧市進行了採樣。
“在萬寧的長壽家庭人群153個樣本中,同樣的結果也得到驗證。這一結果進一步表明線粒體DNA拷貝數水平的維持可能是長壽老人及其後代能夠健康長壽的關鍵因子。”何永捍說。
科學家通過獲取這些長壽家庭人群的轉錄組測序信息後發現,SSBP4基因可能參與了線粒體DNA的複製,且在長壽老人及其後代中高表達,所以初步確定SSBP4基因是調控長壽家庭線粒體DNA拷貝數的關鍵因素。
在兩次深入長壽地區的採樣中,研究小組還發現一些百歲老人長壽的秘密。“長壽是多種因素共同作用的結果,而遺傳因素只佔30%左右。”何永捍說,長壽老人的心態都很樂觀開朗、飲食清淡不油膩,喜歡飲茶,平時很注重保持適當運動。這些與社會上所提倡的健康生活方式非常吻合,是其獲得長壽的重要影響因素。
此外,何永捍還提到,在學界對線蟲、果蠅、小鼠等生物的研究中發現,“能量限制”能顯著延長壽命。“通俗的解釋就是,在保證人體營養的前提下,飲食吃八分飽將有利於促進長壽,改善健康。”
與家人親活得久
加拿大一項研究顯示,對壽命影響更大的因素是家人,不是朋友圈。多倫多大學教授詹姆斯·伊文紐克領導的研究小組讓一群57歲至85歲的人列舉最多5名關係密切者,發現與家庭成員關係“極為親密”的人未來5年的死亡風險約為6%,而與家庭成員關係“不太親密”的人這一風險為14%。另外,“關係密切”者中家庭成員多的比家庭成員少的死亡風險低。伊文紐克對英國《每日郵報》說,人們可能以為能讓你根據自己需要自由選擇的朋友對壽命的影響更大,“但數據並不支持這種想法。是那些在某種程度上你不得不選擇的人,而他們也不得不選擇你的人,給長壽帶來的益處最大”。
多讀書活得長
美國科學家的一項研究顯示,讀書多的人還活得長。耶魯大學一項歷時12年的研究發現,愛閱讀的人比壓根不讀書的人平均多活近兩年。如果每周讀書3.5個小時,死亡風險則下降23%。讀報紙、雜誌和期刊也能延長壽命,但效果不顯著。耶魯大學徵集了3635名50歲以上的志願者,將其分作從不讀書、每周讀書3.5個小時及讀書時間更多三個類別。歷經12年,研究人員發現,愛閱讀的人比從不讀書者的壽命長23個月。他們還發現,活躍的“書蟲”往往是有高等學歷和高收入的女性。不過,這項研究沒有解釋為什麼。英國《每日郵報》4日引用研究領頭人、耶魯大學教授貝卡·萊維的話說:“即使計入財富、教育水平和認知能力等其他因素,讀書人仍然有顯著的生存優勢。”
線粒體，是我們身體的重要“能量工廠”。
人體的每個細胞中，幾乎都包括幾百到幾千個線粒體。它們負責將食物分子中的能量轉化為為大多數細胞功能提供動力的ATP能量。
線粒體，可以產生人體運作所需能量的90%。
它是人體的小型“發電站”，細胞生存所需的大部分能量都是在線粒體中產生的，它們是生命的來源。
在人體抗衰過程中，線粒體也有很重：逆齡的秘訣，優化能量發電站線粒體......）
然而，有這樣一種線粒體有關的疾病，會嚴重影響人體健康。
線粒體疾病（Mitochondrial Diseases），是一種長期的、遺傳性的疾病，由線粒體功能障礙引起。
當線粒體不能產生足夠的能量使身體正常運作時，就會發生這種疾病。
研究顯示，每5000人中，就有一人患有遺傳性線粒體疾病。
那麼，什麼是線粒體疾病呢？
線粒體疾病Mitochondrial Diseases
→什麼是線粒體疾病
線粒體疾病（Mitochondrial Diseases），是由線粒體功能障礙引起的一組疾病。
當細胞中線粒體的數量或功能遭到破壞時，會導致活性氧(ROS)的過度產生，這與許多慢性疾病的病因有關，包括心血管疾病、糖尿病、神經退行性疾病和癌症。
健康的線粒體，ROS產生更少，可以通過誘導線粒體能力上調和內源性抗氧化防禦來預防慢性疾病。
線粒體障礙，還會引起產生的ATP能量就會減少，從而導致人體器官功能障礙。
另外，線粒體疾病也可能由線粒體DNA(mtDNA)或編碼線粒體成分的核基因突變（獲得性或遺傳性）引起；或是由於藥物、感染或其他環境原因引起後天線粒體功能障礙。
線粒體疾病，幾乎可以影響身體的任何部位，包括比如大腦、神經、肌肉、腎臟、心臟、肝臟、眼睛、耳朵等；
這種疾病會引發大量的人體健康問題，包括比如疲勞、虛弱、代謝性中風、癲癇發作、心肌病、心律失常、發育、帕金森、痴呆等認知障礙、糖尿病、聽力、視力、生長、肝臟、胃腸道或腎臟功能受損等等。
從線粒體看衰老與癌症
線粒體基因衰老
衰老（aging）（MIM502000）是機體在退化時期生理功能下降和紊亂的綜合表現，是不可逆的生命過程，受各種內外因素影響。線粒體病的遲發和漸進過程提示線粒體功能隨着年齡的增加而退化。在正常生理狀態下，機體自身的防禦系統可及時清除能量代謝過程中產生的氧自由基。
在個體衰老的進程中，抗氧化防禦系統作用減弱，線粒體內自由基不能有效地清除而積累，從而導致線粒體的氧化性損傷，包括生物膜損傷、mtDNA損傷等。大量的研究證實，衰老與線粒體氧化磷酸化酶活性降低以及分裂終末的組織中突變mtDNA積累密切相關。與增齡有關的突變類型主要是缺失，並且與氧化損傷有關。體細胞中mtDNA突變隨年齡而增加，與衰老的程度呈正相關性。mtDNA突變的累積可誘發多種老年性疾病。
線粒體調控腫瘤的產生
幾十年前，OttoWarburg觀察到了癌症在有氧條件下會進行葡萄糖酵解。一段時間內，科研人員猜測線粒體功能缺陷可是癌症發生的根本原因。
但是，現在最新研究都證實在腫瘤細胞中線粒體並無缺陷。癌細胞在一些與癌症相關的基因突變和蛋白表達推動了代謝上的變化。科研人員認為癌細胞通過有氧糖酵解可以獲得更多的生物大分子合成原料。這些生物分子為癌細胞快速分裂增殖提供物質基礎（蛋白質、脂質、核酸和碳水化合物）。這些與癌症相關的基因突變表達的蛋白還調控着線粒體的功能，控制了細胞的能量產生、氧化還原平衡，進而影響機體的先天免疫系統以及細胞凋亡等。
事實上，在癌症細胞中，線粒體的生物合成和質量控制都普遍上調了。一些癌細胞中存在線粒體中三羧酸循環中相關酶的基因突變，從而促進了與癌症相關的代謝改變。
研究還發現線粒體內DNA的突變卻對線粒體致病（包括癌症發生）有一個陰性選擇的作用。那麼，通過靶向線粒體DNA，可能為抑制癌症的發生提供一些幫助。在一些數據中顯示部分存在線粒體內基因突變的罕見癌症都為良性腫瘤。
所以，線粒體對腫瘤進展為惡性起着重要的調控作用。這也將是未來我們通過靶向線粒體從而達到控制癌症的機會。
那麼線粒體出問題怎麼發現呢？
有多種方法可以檢查是否患有線粒體疾病：包括基因診斷測試、受影響組織（例如肌肉或肝臟）的基因或生化測試，以及其他基於血液或尿液的生化標記等等。
線粒體疾病，一般無法治癒，但可以通過使用治療手段幫助減輕、緩解癥狀。
線粒體疾病的緩解治療手段，一般包括：
→補充維生素、攝入補充劑
包括比如輔酶Q10、B族複合維生素、尤其是硫胺素（B1）和核黃素（B2）、硫辛酸、 左旋肉鹼（Carnitor）、肌酸、和 L-精氨酸等等。
→耐力練習、阻力訓練
是為了增加肌肉大小和肌肉力量。（其中，耐力運動包括比如：步行、跑步、游泳、跳舞、騎自行車等等；阻力/力量訓練包括比如：仰卧起坐、引體向上、舉重等運動。）
→避免壓力源
比如長期睡眠不足，壓力過重，煙酒等等。
另外，影響線粒體功能的因素一般有很多，比如過多的氧化應激、煙酒等等。
2021年8月3日，Cell子刊上發表了一篇研究論文發現，過多的碳水化合物，會影響線粒體功能的完整性，損傷線粒體，影響人體代謝。
