有一種動物可以讓細胞衰老的時間倒流
我們對老化的外在跡像都很熟悉。每天早上你在鏡子裡看到的那張臉可能有鬆弛的皮膚或稀疏的頭髮。但許多與年齡相關的改變是從我們的細胞內部開始的,甚至在我們的DNA中,隨著時間的推移,這些細胞會逐漸磨損。

有些生物已經找到了一種方法來暫時逆轉這個過程。以馬達加斯加的胖尾侏儒狐猴為例。根據杜克大學和加州大學舊金山分校的研究團隊進行的新研究,在它們每年的冬眠季節,這種像倉鼠大小的靈長類動物可以扭轉細胞衰老的時鐘,暫時抵抗時間的流逝。
這要歸功於它們染色體末端的微小帽狀結構,稱為端粒。它們的作用就像鞋帶末端的塑膠尖端,防止鞋帶磨損。
每次細胞分裂時,端粒都會流失一小部分,因此隨著年齡的增長,端粒會變短。
像是慢性壓力、久坐生活方式和睡眠不足等因素會讓端粒更快縮短。最終,端粒變得如此短,以至於無法提供保護,細胞失去了正常的功能。
但侏儒狐猴有一種方法可以防止端粒縮短,甚至可以讓它們變長,至少在一段時間內有效地使細胞恢復活力。這項發現發表在《生物學通訊》雜誌。
研究的主要作者、杜克大學的瑪麗娜·布蘭科表示,這一切都發生在冬眠期間。在野外,當冬天來臨,侏儒狐猴會消失在樹洞或地下洞穴中,在那裡它們每年會度過長達七個月的冬眠狀態。
這是一種在食物匱乏時期生存的策略。
在這個新陳代謝減緩的時期,它們的心率從每分鐘約200次降至不到8次,身體變得冰涼,每10分鐘左右才呼吸一次。
冬眠的侏儒狐猴可以在這種寒冷的待機狀態下保持大約一周,然後它們需要短暫地升溫,諷刺的是,這時它們會補充睡眠。之後,它們再次進入冬眠狀態,等待豐盛的季節回歸。
在這項研究中,研究人員在冬眠前、冬眠期間和冬眠後追蹤了杜克狐猴中心的15隻侏儒狐猴,透過採集臉頰拭子來追蹤它們的端粒隨時間的變化。
為了幫助它們冬眠,研究人員將溫度從77華氏度逐漸降低到50多華氏度,以模擬狐猴原生棲息地的冬季條件,並為它們提供人工洞穴,讓它們可以蜷縮起來度過寒冷。
一組動物在清醒和活動時會被提供食物。另一組則在整個冬眠季節不吃、不喝、不活動,靠著尾巴中儲存的脂肪生存,就像它們在野外一樣。
通常,端粒長度會隨著時間的推移而縮短,因為每次細胞分裂都會磨損它們。
但基因定序顯示,在冬眠期間,狐猴的端粒並沒有縮短——它們實際上變長了。
就好像即使時間在流逝,它們也能讓細胞回到更年輕的狀態。
「結果與我們預期的完全相反,」格林說。
「一開始我們以為數據出了問題,」她補充道。但加州大學舊金山分校的共同作者達娜·史密斯在伊麗莎白·布萊克本的實驗室中確認了這一發現——布萊克本因發現端粒是如何重建自己的而分享了2009年的諾貝爾獎。
總的來說,在經歷更深的冬眠階段的狐猴中,端粒變得更長。
相較之下,在「醒來」進食的狐猴中,端粒長度在研究期間相對穩定。
狐猴的變化是暫時的。在動物走出冬眠兩週後,研究人員發現它們的端粒恢復到了冬眠前的長度。
布蘭科說,這種變長可能是為了抵消在它們週期性的重新升溫階段可能發生的細胞損傷。
格林補充說,就像在寒冷天氣中啟動一輛閒置的汽車一樣,這種劇烈的新陳代謝加速「真的將身體推向了極端,從零到百」。
最近在經歷了其他壓力情境的人類中也觀察到了類似的變長現象,例如在國際太空站上度過一年,或在水下生活數月。
透過延長端粒,狐猴可能有效地增加了細胞分裂的次數,從而在壓力時期為細胞注入新的活力,布蘭科說。
似乎這種方法是有效的——侏儒狐猴的壽命可以達到其他同體型靈長類動物的兩倍。
一種類似的、不冬眠的靈長類動物-嬰猴,壽命大約是12或13年,而胖尾侏儒狐猴已知可以活到近30歲。
「長壽和端粒修復可能有聯繫,但我們還不確定」。
狐猴如何延長端粒的確切機制仍然是一個謎。
但弄清楚它們是如何做到的,可能有助於研究人員開發出新的方法來預防或治療人類的與年齡相關的疾病,而不會增加可能導致癌症的細胞無限制分裂的風險,研究人員表示。