X染色體和卵巢都有助于延長壽命。但起到主要作用的還是X染色體。
全世界來看,女性都普遍更為長壽。無論各地的整體健康情況如何,處于和平年代還是動亂之中,即使在嚴重的流行病和饑荒期間,都是如此。相似地,在大多數動物中,雌性也往往比雄性長壽。
對于個體的健康狀況,遺傳可能起到了重要的作用,其他生物和社會環境等因素也會帶來影響。最近,加州大學舊金山分校(UCSF)的科學家們就找到了壽命性別差異的可能遺傳機制,男女有別的那第二條X染色體,正是長壽和抗衰老的關鍵。這項研究發表于《Aging Cell》。

圖片來源:pexels
許多之前的研究已經揭示,X染色體中含有很多與大腦相關的基因,對生存至關重要。我們至少需要一條X染色體,才能夠生存。而僅存在于男性中的Y染色體,主要負責產生性別特征,如男性生殖器官和面部毛發等,而這些并不是生存必須的,Y染色體中的其他基因也很少。
那么,性別特征本身的差異,以及從根本上影響性別的第二條X/Y染色體,對壽命有影響嗎?
為了回答這個問題,研究團隊培養了四種不同“性別”特征的小鼠。
XX染色體+卵巢,64只
XY染色體+睪丸,48只
XX染色體+睪丸,94只
XY染色體+卵巢,55只
前兩種是自然界里的正常的雌雄小鼠,后兩種則是通過實驗改造的。研究人員使用基因技術,將通常位于Y染色體上、與睪丸及其他雄性特征發育相關的Sry基因,轉移到了與性別無關的其他染色體上,從而得到了后兩種“不男不女”的小鼠。除了性染色體和性腺,這些小鼠的其他遺傳因素都是相同的,生存環境等其他外在因素也都保持了一致。
研究人員花了數年時間來觀察這些小鼠,直到它們自然死亡或存活滿30個月。對比幾組小鼠的生存時間,他們發現:
在12-30個月的小鼠中(相當于中老年小鼠),X染色體和卵巢都有助于延長小鼠的壽命。但起到主要作用的還是X染色體。因為無論發育了哪種性腺,擁有兩條X染色體的小鼠壽命都顯然更長。
進一步比較兩種不同性腺的雌性(XX)小鼠可以看到,擁有兩條X染色體+卵巢的小鼠,也就是正常雌鼠的壽命最長。小鼠的自然壽命通常在21個月左右。在21個月后,正常雌鼠明顯活得更久。而擁有兩條X染色體但性腺是睪丸的雌鼠,X染色體只能讓它們不過早死亡,在23個月后,X染色體這種對長壽的保護作用就非常微弱了。

▲X染色體(圖e)和卵巢(圖f)都有助于長壽;天然雌鼠壽命最長(圖c,d)。O:卵巢,T:睪丸(圖片來源:Aging Cell)
UCSF神經內科教授,專注于健康老齡化研究的Dena Dubal博士解釋,“通過影響小鼠的發育方式,或通過激活某些特定的生物學途徑,雌性性腺產生的激素可以增加XX染色體的小鼠壽命。”
UCSF流行病學和生物統計學教授Iryna Lobach博士補充介紹,“為了延長壽命,XX染色體需要與卵子一起工作。但如果只是活到常規的預期壽命,擁有卵巢還是睪丸并不重要,只要擁有XX染色體,在衰老過程中就可以避免過早死亡。”
X和Y染色體的差異為何會產生如此深遠的影響?正在積極研究這方面的Dubal教授表示,目前人們還不了解,在衰老過程中,第二條X染色體是如何降低死亡率的。
現有研究表明可能的機制是,女性體內X染色體數量和表達的多樣性都比男性更多,當個體在衰老過程中出現問題時,這些X染色體起到了保護作用。在女性身體的每個細胞中,有一半的XX染色體對是隨機“關閉”的,如果有一些X染色體出現缺陷,擁有健康X染色體的那些細胞可以起到代償功能。而即便X染色體沒有出現缺陷,“關閉”的X染色體也可能會表達。另一種有待檢驗的解釋是,Y染色體可能不利于健康。
在歷史長河中,大自然可能會促使女性向更多生存和更長壽命的方向不斷進化,以更好地保護和生育后代。這是第一項表明XX染色體對于雌性長壽作用的機制研究。這些認知的拓展,讓我們在健康老齡化的道路上再進一步。
另外,更健康的生活方式也有助于延長壽命。美國國家醫學科學院院士、哈佛大學教授胡丙長今年的一項研究就發現,5種健康生活方式,讓人至少多活十年!相比較于遺傳作用,這顯然是更容易做到的。
[1] Sex chromosomes hold the secret to female longevity. Retrieved December 21, 2018, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-12/uoc--sch121318.php
[2] Emily J. Davis, et al., (2018). Female XX sex chromosomes increase survival and extend lifespan in aging mice. Aging Cell, https://doi.org/10.1111/acel.12871
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