果蝇体内一关键蛋白,或可延长20%的寿命 | PNAS
2018/01/31
关于长寿,已有不少基因或蛋白被列入候选名单,成为明星因子。现在,科学家又发现一种能够带来健康长寿的关键蛋白——Sirt4。更重要的是,这一蛋白与“饥饿代谢有关”,从而有望成为解决糖尿病、肥胖等疾病的新目标。


图片来源:网络

在最新一期的《PNAS》期刊上,来自于布朗大学的科学家们最新发现,果蝇体内Sirt4蛋白的表达受到抑制时,会导致其寿命缩短。相反,一旦上调Sirt4蛋白,则可以延长果蝇的寿命。

更重要的是,缺乏Sirt4蛋白会增加果蝇对饥饿的敏感性、降低其生育和活动能力,以及无法调用身体内存储的能量。这意味着,增强Sirt4蛋白活性有望成为治疗年龄相关代谢疾病的重要方式,例如糖尿病、肥胖症,从而带来健康的长寿。

“研究表明,Sirt4蛋白是调控机体寿命、新陈代谢的关键物质,特别是协调应对饥饿的代谢反应。”文章一作、布朗大学分子生物学、细胞生物学和生物化学学系Jason Wood表示,“我们第一次证实,Sirt4蛋白过度表达可以延长果蝇的寿命。”


图片来源:PNAS(doi.org/10.1073/pnas.1720673115)

延长20%的健康寿命

最初,Sirt4发现于线粒体,属于一类叫做sirtuins的蛋白质。研究表明,sirtuins蛋白与长寿、新陈代谢、基因组稳定性、糖尿病、神经退化等有关。

人类细胞中存在7种不同的sirtuins蛋白,其中3个位于线粒体(Sirt3, Sirt4和Sirt5)。果蝇体内只表达一种sirtuins蛋白,即Sirt 4。

文章通讯作者、布朗大学的生物学教授Stephen Helfand带领团队发现,当Sirt4过度表达,突变型果蝇的健康寿命会延长20%。相反,若抑制Sirt4的表达,则会减少20%的寿命。

同时,若细胞中不表达Sirt4蛋白,即便身体内存储有营养物质和脂肪,果蝇(不额外提供食物)也会快速死亡。研究人员推测,通过改变Sirt 4的表达量而带来的生物学变化,可能同样适用于人类。


This is Sirt4 (in green) in mitochondria (in red) of cells, with asuperimposed image on right (overlap in yellow).(图片来源:布朗大学)

与新陈代谢有关

研究还表明,Sirt 4可能是一种负责禁食的基因,特别是当机从从碳水化合物转变为脂肪需求时。在营养不良的情况下,缺乏Sirt 4基因会加速死亡,因为机体无法获取到存储的脂肪和必要的营养物质。

但是,科学家们并不知道“禁食逆转衰老”的工作机理。Stephen Helfand教授认为,Sirtuins蛋白很有可能在其中发挥重要作用。

“我们认为,Sirt4是一个潜在靶标,有助于改善代谢类疾病,并且有望延长健康寿命。我们现在的研究还局限于果蝇,未来它在人类身上如何启用,还需要更多的研究。” Stephen Helfand表示。

曾有研究表明,白藜芦醇会激活Sirt1蛋白。现在,科学家们想知道谁负责激活Sirt4。

参考资料:

Boosting Sirt4 gene activity extends healthy lifespan in fruit flies

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