破解动物衰老之谜
凯斯西储大学医学院的一支研究团队发现了一条保守的分子通路，它能够调控线虫（秀丽隐杆线虫）的健康状况和寿命。秀丽隐杆线虫是生物学研究中经常使用的模式生物。
“我们发现，通过人为提高或降低一类名为 Kruppel 样转录因子（KLF）的蛋白质的水平，确实可以让秀丽隐杆线虫的寿命变长或变短。”该研究的第一作者 纳尔逊·谢博士向 Sci News表示。“这类蛋白质在哺乳动物体内也存在，真正令人振奋的是，我们的数据表明，KLF 对哺乳动物衰老也有类似影响。”
动物模型对生物学研究至关重要。出于伦理原因，研究人类疾病或生理过程时，大多数初步研究无法直接在人身上进行。因此，研究人员必须建立模型。有些模型可以在体外（活体之外）进行研究，但最终必须在允许开展研究的环境中诱发疾病，例如活体内。线虫和小鼠等动物模型，能够更贴近地模拟人类对疾病及其他生理过程的反应。
小鼠与人类的 DNA 有 99% 相同，而且与人类及其他哺乳动物相比，寿命较短。因此，利用“基因敲除”小鼠开展研究，可以让研究人员观察移除单个基因所产生的影响。秀丽隐杆线虫也很有用，尤其适用于衰老研究，原因有以下几点。首先，这种蠕虫的生命周期很短，只有三天，因此研究人员可以快速观察多代个体。它们的生物结构非常简单，单种蛋白质的影响也更容易观察。秀丽隐杆线虫的基因组已于 1998 年底完成测序，因此科学家有充足机会研究这个相对较短、但已广为人知的基因组。
对人类研究的启示
研究还证明，KLF 蛋白质水平较高的秀丽隐杆线虫比普通线虫活得更健康、更长寿。同样，研究发现，KLF 蛋白质水平升高的小鼠，年龄相关的血管功能障碍会延迟出现。研究团队确定，KLF 蛋白质的作用是调控自噬——这是一种质量控制机制，能让细胞清除碎屑，例如分子副产物和错误折叠的蛋白质。这些物质会随着时间推移不断累积，到老年时达到临界水平。清除和回收过程的衰退是衰老的典型标志。
随着年龄增长，细胞执行这些回收功能的能力会下降。一旦有毒碎屑累积到难以承受的程度，细胞的存活就会受到威胁。这也解释了为什么研究团队观察到缺乏 KLF 蛋白质的线虫会早逝：它们的细胞已无法维持自噬。接下来，研究人员计划研究自噬如何影响血管功能，并制定在人类身上靶向 KLF 蛋白质的策略。
“KLF 水平会随年龄增长而下降，而维持 KLF 水平能够防止血管功能随年龄增长而衰退；这一发现颇为引人注目，因为血管功能障碍会显著促成多种年龄相关疾病，例如高血压、心脏病和痴呆症。”该研究的资深作者穆克什·K·杰恩教授向 Sci News表示。
“随着人口老龄化，我们需要了解心脏和动脉会发生什么变化，因为随着年龄增长，我们越来越依赖它们维持正常功能。”谢博士补充说， Sci News。“我们的发现揭示了衰老过程中可能发生的变化，并为设计能够减缓这些过程的干预措施奠定了基础。”
