http://medicalxpress.com/news/2013-05-aging-processonly-antibiotics.html
May 22, 2013
瑞士科學家揭露深藏在粒線體（mitochondria）內部、造成老化的機制 -- 並將抗生素給予年輕的蠕蟲，進而大幅減緩其老化。
為何在一個相同物種的同質族群中，某些個體能比其他多活三倍的時間？這個問題已困擾科學家數百年了。
現在，由 Johan Auwerx 所領導的 EPFL（洛桑聯邦理工學院）研究者在 Nature 上報告，老鼠體內的某種機制如何在長壽中扮演一種決定性的角色。而且他們更進一步：在線蟲（nematodes，又稱圓蟲）族群中使用簡單的抗生素，藉此擾亂這種機制，他們能增加其壽命達 1.6 倍。
粒線體：生物計時器
由 EPFL 科學家所確認的過程發生在稱為粒線體的胞器中。粒線體又稱為細胞發電機，因為它們能將營養轉換成包含 ATP 在內的蛋白質，那被肌肉當成能源來使用。
但那並非它們全部的工作。數種研究已證明，粒線體亦涉及老化。在 EPFL 的新研究（與荷蘭及美國的夥伴共同完成）中，確認涉入其中的基因並測量當它們所編碼的蛋白質數量改變時 -- 該蛋白質愈少，活愈久 -- 所造成的長壽結果。
老鼠體內的自然變化
在 BXD 參考族群中的實驗室老鼠一般活 365 到 900 天。這個族群（那反映出某一物種內自然發生的遺傳變異）被許多研究用在一種叫做「真實世界基因（real-world genetics）」的方法中。以這種族群進行研究的益處在於，其基因組已完全解碼了。
這個團隊由 Auwerx 教授（EPFL 整合暨系統生理學實驗室主管）所領導，把老鼠的基因組當成一種長壽功能（function of longevity）來分析，並發現位於二號染色體上的一組三個基因，直到那時候為止，均未被懷疑過在老化中扮演任何角色。不過數字不會說謊：這些基因的表現減少百分之 50 -- 因此它們所產生的相應蛋白質減少了 -- 使老鼠壽命增加約 250 日。
延長蠕蟲的壽命
接下來，該團隊報告一種線蟲物種，秀麗隱桿線蟲（Caenorhabidtis elegans）中的蛋白質變化。"在這些線蟲的成長階段中，藉由減少這些蛋白的製造，我們顯著增加牠們的壽命，" Auwerx 說。
以這種方式操作的線蟲平均壽命，從 19 天增加到 30 天以上，增加了百分之 60。科學家接著進行實驗，排除一般特性，最後確定粒線體核醣體蛋白（mitochondrial ribosomal proteins，MRPs）與長壽密切相關。
延壽壓力
研究者下結論表示，在生長中的某個關鍵時刻缺乏 MRP，在粒線體內創造出一種特定的壓力反應，稱為「unfolded protein response（未折疊蛋白反應）」。"這種反應的強度被發現與壽命成正比，" Auwerx 表示，"不過，我們注意到，如果這種蛋白質的失衡 -- MRP 減少 -- 發生在年輕的時候，那會更顯著。在成蟲中，類似的刺激並不會影響線蟲的壽命。"
此外，這種效應不需要對蠕蟲進行遺傳操作即可被誘發。"暴露在某些垂手可得的藥物中即可抑制核醣體功能，也因而引發想要的反應，" Auwerx 說。換言之，粒線體對於某些抗生素敏感，而這些藥物能用來延壽。
渴望年輕、精力充沛的老年人
給予抗生素的蠕蟲並不只有活到高齡。據本研究共同作者 Laurent Mouchiroud 表示，在成熟時（那是 13 天），牠們亦比其他蠕蟲多動了（moved）二倍。"大概在 20 天的年紀時，差異甚至更明顯，因為「對照組」甚至已經不成「蟲形」了，" 他補充表示。
利用一套由 EPFL 電腦與通訊科學系的同事所修改的軟體程式，Mouchiroud 能夠追蹤、測量與量化許多蠕蟲終其一生的運動，而他觀察到，這些經藥物處理過的蟲，有著更優異的耐力與精力。"此外，牠們肌肉的形狀更好，" 他報告。
然而，那些在生命更早階段 -- 例如：在幼蟲階段 -- 給予抗生素的個體，亦呈現數種較不受到歡迎的特徵。牠們的發育有點變慢，牠們所產的卵比較少，在三天大的時候（進入成蟲期的時候）牠們較無活力。"這提醒了我們，當某人接種疫苗後會出現有點像是感冒般的狀態，" Monchiroud 說。"不過（蠕蟲的）壓力反應在粒線體中，而壽命增加的可能性也因此在給藥階段過後仍可維持。"
所有跡象顯示，在蠕蟲身上觀察到的與證明的機制，應與老鼠中所發現的那些類似，也因而有可能推廣到其他哺乳類動物。當然，「在哺乳類動物身上的老化與其有害效應，能在發展中的某一精確時刻，使用抗生素來減緩」仍需要更進一步的研究來確認。
"這項研究賦予我們的希望不僅是增加壽命，還包括延長成年精力充沛的時期，而且是使用如抗生素那樣簡單的藥物就能辦到，" Auwerx 下結論表示。
※ 相關報導：
＊ Mitonuclear protein imbalance as a conserved longevity mechanism
http://dx.doi.org/10.1038/nature12188
Riekelt H. Houtkooper, Laurent Mouchiroud, Dongryeol Ryu,＊ 老化基因主宰壽命、免疫與恢復力
Norman Moullan, Elena Katsyuba, Graham Knott,
Robert W. Williams, Johan Auwerx.
Nature, 497, 451–457 (23 May 2013)
doi: 10.1038/nature12188
＊ 延長壽命的蛋白質也會危及腦細胞
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