PNAS:FOXO3A基因變異的人更加長壽

2021-01-11 生物谷

科學家發現FOXO3A基因的變異形式有益於讓人類更加長壽,而這種基因變異存在於百歲以上老人體內的情況更加普遍——甚至在全球範圍內都存在這樣的「巧合」。

來自德國基爾大學(Christian-Albrechts-University of Kiel)醫學院的研究小組近日開展了一項調查研究,抽樣搜集了388位德國百歲老人和731名年輕人的DNA樣本,並對這些DNA樣本進行了試驗對比。其結果證實,FOXO3A「長壽基因」果然在百歲老人體內更普遍存在。該項調查研究的詳細報告近日刊登在了《美國國家科學研究院學報》(PNAS)上。

日本是世界人均期望壽命最長的國家之一,這是令全世界其他地區的人都羨慕的事情。2008年9月份,一個由布拉德利·威利克斯(Bradley J. Willcox)博士帶領的美國研究小組曾在《美國國家科學研究院學報》上發表過一項研究報告,結果指出,這種FOXO3A 「長壽基因」在95歲及以上、具有日本血統的美國人體內也普遍存在。

布拉德利·威利克斯博士及其同事研究了一群定期接受健康檢查的日裔美國男性。科學家篩查了受試者的DNA,把重點放在胰島素路徑的5個基因上。他們計算了每個基因的三個位置上出現的DNA鹼基。FOXO3A基因上的一個位置特別突出。在組成了DNA的4種鹼基(A、T、C、G)中,大多數受試者在一對染色體的FOXO3A基因位置上擁有的是胸腺嘧啶(T)。但是鳥嘌呤(G)取代了胸腺嘧啶(T)的受試者在當初健康檢查的時候健康狀況更好。但研究發現20年後,在最終到達了98歲平均年齡的男性組中鳥嘌呤(G)出現的頻率更高。科學家在這些老年人中的許多人身上發現了有兩個G(GG)的等位基因,他們認為這可能是這些人在老齡時非常健康的原因。

對於這項研究結果,德國基爾大學「老齡健康研究組」科學領導人阿爾穆特·內貝爾(Almut Nebel)教授表示:「該結果必須確保是建立在獨立而普遍的人口抽樣統計基礎上,那麼它才存在科學價值,否則就存在不確定性和令人質疑的成分。然而現在,我們通過新的研究結果成功趕走了之前存在與人們心中的疑雲,證實了在全球範圍內,FOXO3A變異基因與長壽之間都確實存在緊密聯繫。我們不但從德國人口DNA抽樣調查中得到了這樣的結果,而且我們在法國巴黎的合作夥伴在針對法國百歲老人DNA抽樣調查中也獲得同樣的結論。這個研究結果非常重要,因為日本人和歐洲人之間是存在著遺傳差異的,但是卻能在兩個人種體內發現通往『長壽之門』的同一把『鑰匙』。現在,我們可以得出這樣的結論了:這種基因很有可能就是讓人類長壽的重要關鍵因素,它不僅只限於日本人獨有,而是可以存在於全球各地的人種體內。」

據悉,早在20世紀90年代就有報導指出,發現蠕蟲和果蠅體內的FOXO3A基因與其衰老過程有密切的關係。從這以後,FOXO3A基因就成為了衰老遺傳研究領域中一個非常引人矚目的元素。也正是因為這樣,德國基爾大學臨床分子生物學研究團隊長期以來都一直努力致力於對這種基因在人類體內變異形態的研究工作。

該項研究報告的第一作者——來自基爾大學臨床分子生物學院研究所的弗裡德裡克·弗拉切巴特(Friederike Flachsbart)博士表示:「這次研究最困難的問題是要獲得足夠多的老年人DNA樣本,特別是找到足夠多年齡超過百歲的老人參與其中。因為有趣的是,與95歲老人相比,這種基因遺傳作用在100歲以上老人的身上更加明顯。」不過,在研究過程中,德國什勒斯維希-荷爾施泰因-伯根生物樣品庫(Schleswig Holstein biobank Popgen)為他們提供了很大的幫助,目前,這裡存放了超過660份百歲老人的DNA樣本,成是世界最大DNA樣本收藏庫之一。而基爾大學臨床分子生物學院研究所在則長壽課題研究過程中,獲得了進入這家DNA樣本「寶藏」的許可。(生物谷Bioon.com)

生物谷推薦原始出處:

PNAS Published online before print February 5, 2009, doi: 10.1073/pnas.0809594106

Association of FOXO3A variation with human longevity confirmed in German centenarians

Friederike Flachsbarta, Amke Caliebeb, Rabea Kleindorpa, Hélène Blanchéc, Huberta von Eller-Ebersteind, Susanna Nikolausd, Stefan Schreibera,1,2 and Almut Nebela,1

aInstitute of Clinical Molecular Biology,
bInstitute of Medical Informatics and Statistics, and
dPopgen Biobank, Christian-Albrechts-University, 24105 Kiel, Germany; and
cFondation Jean Dausset, Centre d'étude du Polymorphisme Humain, 75010 Paris, France
1S.S. and A.N. contributed equally to this work.

Abstract

The human forkhead box O3A gene (FOXO3A) encodes an evolutionarily conserved key regulator of the insulin–IGF1 signaling pathway that is known to influence metabolism and lifespan in model organisms. A recent study described 3 SNPs in the FOXO3A gene that were statistically significantly associated with longevity in a discovery sample of long-lived men of Japanese ancestry [Willcox et al. (2008) Proc Natl Acad Sci USA 105:13987–13992]. However, this finding required replication in an independent population. Here, we have investigated 16 known FOXO3A SNPs in an extensive collection of 1,762 German centenarians/nonagenarians and younger controls and provide evidence that polymorphisms in this gene were indeed associated with the ability to attain exceptional old age. The FOXO3A association was considerably stronger in centenarians than in nonagenarians, highlighting the importance of centenarians for genetic longevity research. Our study extended the initial finding observed in Japanese men to women and indicates that both genders were likely to be equally affected by variation in FOXO3A. Replication in a French centenarian sample generated a trend that supported the previous results. Our findings confirmed the initial discovery in the Japanese sample and indicate FOXO3A as a susceptibility gene for prolonged survival in humans.

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