Could hydrogen sulfide hold the key to a long life?
http://www.physorg.com/news115924695.html
December 03, 2007
硫化氫（H2S），這種化學物質賦與腐敗的雞蛋硫磺般的惡臭 -- 而同樣的物質，在 Fred Hutchinson 癌症研究中心的研究者，成功地利用它讓老鼠進入可逆的新陳代謝冬眠狀態 -- 現在已證明能顯著增加 C. elegans（秀麗隱桿線蟲）的壽命與耐熱能力。
Mark Roth 哲學博士，該中心基礎科學部門的成員，與 Dana Miller 哲學博士，Roth 實驗室的博士後研究員，的發現出現在 PNAS 線上版。
為了要了解硫化氫誘發老鼠冬眠的機制，研究者轉向微小的線蟲（nematodes），在實驗室科學中做牛做馬的生物，其生物學特性在許多方面與人類相似。例如，如同人類一般，線蟲擁有中樞神經系統與繁殖的能力。這些蟲在研究壽命上也相當理想，因為它們通常只活二到三週。
研究者發現，讓他們感到很驚訝，飼養在仔細控制的，具有低濃度 H2S （室內空氣中含有 50 ppm）大氣中的線蟲，並不會冬眠。相反地，它們的新陳代謝與再生活力依然正常，它們的壽命不只增加了，而且還比一般線蟲更加耐熱。
暴露在 H2S 當中的蟲，從正常室溫（攝氏 22 度）移到一個高溫環境中（攝氏 35 度），比未暴露者要多活 8 倍長的時間。Roth 與同事在 15 個獨立實驗中複製這些結果。
"雖然各實驗中，存活時間的最大延長不盡相同，但此效應卻相當強健。平均來說，暴露在 H2S 的蟲有 77% 活得比未經處理者要久，" Roth 說。那些生長在空氣中摻了 H2S 的蟲，其平均壽命要比未處理的族群長 9.6 天 -- 壽命增加了 70%。
大部分影響 C. elegans 壽命的基因，作用在 1-3 種遺傳路徑上：控制胰島素／IGF（胰島素生長因子）訊號的那些、控制粒線體功能的那些以及調整飲食限制（dietary restriction）效應的那些分子。
Roth 等人排除掉 H2S 在每一種路徑上的影響。相反地，他們懷疑它透過一種不同的機制起作用。理論之一是，暴露在 H2S 中自然會控制 SIR-2.1 這種基因的活性，那已經證實會影響許多生物的壽命，包括線蟲。先前研究發現，這種基因過度表現會增加 C. elegans 的壽命達 18% 到 20%。
"更進一部研究這種遺傳機制，那影響線蟲身上包含 H2S 的改變，或能揭露在更高等生物，包括人類，身上的相似機制，對於基礎研究與臨床實行來說，具有潛在的廣泛牽連，" Roth 說。例如，了解 H2S 如何影響動物的生理學或能開發新的藥物，能夠延緩人類老化相關疾病，例如：癌症、阿茲海默症與心臟病，的發病。
Roth 的冬眠研究在 2005 年 4 月成了世界各大媒體的頭條，那時他第一次證實將老鼠暴露在硫化氫達 1 分鐘，能誘發一種可逆轉的「冬眠需求」狀態，大幅減少牠們的核心體溫、呼吸與氧的需求。Roth 展望一個未來，其中相似技術能替危急病患「購買時間」，這些患者如果不這麼做，將面臨傷害並死於器官與組織的血液、氧氣供給不足。
Roth 假設 H2S，一種通常由人類與動物產生的化學物質，或能幫助調控體溫與新陳代謝的活性。硫化氫在分子層次上與氧類似，因為它們能結合許多同樣的蛋白質。結果，H2S 因而會干擾身體利用氧來製造能量的能力 -- 這種過程在細胞的發電機內稱為氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，譯註：粒線體經由氧化磷酸化的過程產生 ATP 來供給細胞能量）。
抑制這種功能，是 Roth 等人相信，會導致生物，如老鼠，關閉新陳代謝並，進入冬眠般狀態的起因，直到重新暴露於正常室內空氣之後，牠們快速恢復正常機能與新陳代謝活性而沒有長期的負面效應。
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