本報北京8月31日電(記者齊芳)小鼠是生物學家們最常用的實驗動物,那麼在小鼠身上的那些讓人激動的發現,能「照搬」到人類身上嗎?我國科學家在國際上首次建立了敲除「長壽基因」SIRT6的食蟹猴模型,發現這個在小鼠身上起關鍵作用的「長壽基因」在靈長類動物中卻發揮著非常不同的作用。
該研究的主要完成人、中國科學院生物物理研究所研究員劉光慧說:「基於小鼠的衰老研究為我們研究人類衰老提供了很多重要的線索,但這一發現提示我們,這樣的研究結果如果要用在延緩人的衰老上,可能需要重新審視。」
這一成果北京時間23日在學術期刊《自然》上在線發表。
早在1999年,人們就發現Sir2基因具有延長釀酒酵母壽命的作用,因此被稱為「長壽基因」,其同源基因SIRT6也被認為參與了衰老及壽命的調控。「長壽基因」的作用在對嚙齒類動物的研究中得到了驗證:過量表達SIRT6能夠延長雄性小鼠的壽命,而敲除SIRT6則會使小鼠表現出皮下脂肪減少、脊柱彎曲和變形、骨密度降低、腸道上皮受損、端粒縮短等加速衰老的表型,且小鼠壽命縮短至約1個月。由於SIRT6在功能上連結著表觀遺傳穩態、基因組穩定性和代謝調控,因此SIRT6被認為是經典的「長壽蛋白」,並成為人們試圖延緩衰老的重要靶標。
「但迄今為止幾乎所有SIRT6作為『長壽蛋白』的證據均來源於小鼠和其他低等模式生物,它能否在靈長類動物中發揮類似的功能尚不清楚。」論文通訊作者之一、中國科學院動物研究所研究員李偉指出。
來自中國科學院幹細胞與再生創新研究院等機構的研究團隊聯合攻關,經過三年的不懈努力,首次實現了SIRT6在非人靈長類動物中的全身敲除,獲得了世界上首例特定長壽基因敲除的食蟹猴模型。
劉光慧介紹,與SIRT6敲除小鼠表現的加速衰老表型明顯不同,SIRT6敲除的食蟹猴在出生數小時內即死亡。多項分析結果顯示,SIRT6敲除的食蟹猴未見加速衰老表型,卻表現出嚴重的全身發育遲緩,新生的SIRT6敲除猴的腦、肌肉及多種其他器官組織均表現出明顯的胚胎期未成熟的細胞和分子特徵。此外,利用人類幹細胞模型開展的研究表明,SIRT6缺乏也可阻滯人類神經幹細胞向神經元的分化,並導致腦發育遲緩。
值得一提的是,就在該文章上線前不久,美國著名生物學家莫斯塔夫斯基等人也報導了攜帶SIRT6酶活缺失單點突變的人類胚胎,這些胚胎均停滯於妊娠中後期。他們的發現與我國科學家的發現不謀而合。
這一研究本身對臨床認識胎兒發育停滯或圍產期致死具有重要意義。「這提示我們,即便同為哺乳動物,只決定低等動物衰老的基因對人類來說也可能意味著更多的功能,比如調節發育。」劉光慧認為,有了治療的靶向,科學家就可以為維護人類健康做更多工作。