性別差異是一個永恆而又有趣的話題。比如,女性平均活得比男性要長。根據最新統計資料,這種男女平均壽命的差別在某些國家地區甚至超過10年。男女之間的老年健康狀況也有顯著不同,很多時候女性更容易受到老年相關疾病的困擾。
有趣的是,身體內不少組織器官,例如號稱“第二大腦”的腸道,也有性別差異。早在2016年,科研人員就在果蠅這一常見的實驗動物模型中發現了雌性和雄性各自的腸道,其大小、對外界刺激的響應、在衰老過程中的變化均有著明顯的差異。
而你有沒有想過,腸道的這種性別差異,竟然會關乎到壽命長短?
近期,一項發表在《自然·衰老》的研究有了有趣的發現[1]。研究者們發現,原來兩性之間的壽命差異,竟然可能是看“腸道的性別”。當給雄性果蠅換上“雌性腸道”,原本無效的雷帕黴素也能讓它們延命10%之久了!而換上“雄性腸道”的雌性果蠅,更是直接獲得了延命buff。
這項研究揭示了兩性之間壽命差異的原因和對抗衰老藥物反應不同的關鍵生物機制。同時,透過巧妙的實驗設計,在衰老模型果蠅上發現了透過轉換腸道的性別能延長個體的壽命。
研究的第一兼通訊作者呂宇軒博士表示:“兩性不僅在壽命長度和衰老相關疾病發病率有明顯不同,而且在對很多已知有“抗衰老”成效的飲食、藥物、基因療法都表現出令人驚訝的差異。我們希望透過整合兩性各自的獨特優勢,令男效能活得和女性一樣長,而老年女性則能像同齡男性一樣健康。”
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眾所周知,性別差異是一個非常重要的科學問題,但由於兩性之間生理學和社會學差異的複雜性,包括在性染色體、性激素含量和社會行為上的不同,要找出衰老與性別背後的關鍵生物機制實屬於“超綱難點”。
在針對果蠅的研究中,研究者們發現,實驗室環境下,果蠅有著和人類類似的兩性壽命差異,即雌性比起其雄性同伴活得更久。同時,雌性果蠅對抗衰老“神藥”雷帕黴素有更顯著的壽命延長反應。但是藥物對雌雄果蠅體內的下游分子訊號(p-S6K)有著類似的作用,表明兩性對雷帕黴素反應不同的原因不能歸因於藥效動力學(PD)。
雷帕黴素只對雌性果蠅起到壽命延長效果,即使藥物對雄性有著與雌性相同的下游訊號抑制效果
有意思的是,雖然雌性果蠅活得更長,但在老年時的腸道腫瘤發生率卻比同齡的雄性要高。這說明果蠅和人類一樣,雌性雖活得久但在老年時更容易“飽受”疾病困擾。
而雷帕黴素能有效地降低老年雌性果蠅的腸道腫瘤發生率,使其達到沒有餵食雷帕黴素的老年雄性果蠅的水平。可是,雷帕黴素並不能改善原來就比較健康的老年雄性腸道。
雌性果蠅在老年時更容易得腸道腫瘤,而餵食雷帕黴素能有效的降低老年雌性的腸道腫瘤發生率,使其達到與正常老年雄性的水平
進一步實驗發現,雌性果蠅腸道的細胞自噬水平相對雄性來說較低,利用RNA干擾手段降低雌性果蠅腸道中的細胞自噬水平,發現對其腸道健康和壽命沒任何影響。但是以相同手段降低雄性的細胞自噬水平會導致其腸道腫瘤增加和壽命縮短。表明雌雄兩性腸道中不同的細胞自噬水平很有可能調控果蠅的健康和壽命。
另外,研究者們也分析了近幾年很火的腸道微生物群在衰老中的變化,結果發現雄性中腸菌的丰度和多樣性具有比雌性高出一個數量級的差異,暗示腸道微生物群可能也對兩性生物差異有一定影響。但是,雷帕黴素治療後,不同性別腸道微生物變化並無差異,說明雷帕黴素延長壽命的效果可能不是因為腸道中微生物群的作用。
腸道中組蛋白蛋白水平展示出性別差異和對雷帕黴素處理後不同的反應,反之腸道微生物群只展示出性別差異
最後,研究者們運用巧妙的遺傳學手段,在不改變果蠅整體性別、不影響其生殖能力的前提下,使腸道細胞性別轉換,培育出具有異性腸道的超級果蠅。
令人興奮的是,原本對雷帕黴素沒反應的雄性,在獲得雌性腸道後對雷帕黴素有顯著反應,能延長約10%的壽命,且其體態和生殖能力並沒有受到影響。而另一方面,獲得雄性腸道的雌性即使在不使用藥物的情況下也同樣能長壽,其壽命能達到與使用雷帕黴素延壽的普通雌性一樣。
透過被精確轉換腸道細胞性別而具有異性腸道的果蠅能獲得長壽的好處
總而言之,這項研究不僅揭示了控制衰老壽命和對藥物反應這些性別差異的關鍵因素,也突破性地發現僅僅轉換腸道的性別就能延長個體壽命。本研究資深作者 Linda Partridge 教授表示:“性別可能是抗衰老藥物有效性的一個決定性因素。瞭解具有性別特異性治療藥物的反應過程將推動個性化醫療更好地發展。”
來自: 奇點網