Cell:暴露在寒冷空气中可能延长哺乳动物寿命

将近一个世纪以来,科学家们就已知诸如线虫、苍蝇和鱼之类的冷血动物在寒冷环境中都能够存活更长时间,但是却不知道其中的原因到底是什么.

在一项新的研究中,来自美国密歇根大学生命科学学院的研究人员鉴定出一种在寒冷环境中提高线虫寿命的遗传程序,而且这种遗传程序在包括人类在内的温血动物中也存在.相关研究结果于2013年2月14日发表在Cell期刊上,论文标题为"A Genetic Program Promotes C. elegans Longevity at Cold Temperatures via a Thermosensitive TRP Channel".

论文通信作者、密歇根大学生命科学学院教授Shawn Xu说,"这就提出一个有趣的可能性：暴露在寒冷空气中或药物激活寒冷敏感性的遗传程序可能提高哺乳动物的寿命."

科学家们长期猜测动物在寒冷环境中存活更长时间是由于一种被动的热力学过程,因此可以推理低温降低化学反应速率,从而延缓衰老速度.

Xu说,"但就如今而言,至少在线虫中,在低温下观察到的寿命延长并不能简单地通过化学反应速率下降来解释.事实上,它是一个受到基因调节的主动过程."

Xu发现寒冷空气激活一种在线虫神经细胞和脂肪细胞中发现到的被称作TRPA1通道蛋白的受体,然后TRPA1让钙离子进入细胞内.由此产生的一连串信号最终到达一个与寿命相关联的基因DAF-16/FOXO.缺乏TRPA1的线虫突变体在较低的温度下拥有更短的寿命.

因为Xu和他的同事们鉴定出的机制也存在于包括人类在内的许多其他有机体中,所以他们提出类似的影响也是可能发生的.这项研究也是首次将钙离子信号与寿命相关联起来,而且在脂肪组织和温度反应之间建立起一种新的连接.

研究人员已知降低诸如小鼠之类的温血动物的核心体温0.9华氏摄氏度能够将它们的寿命延长20%,但是试图降低人体核心温度一直是不现实的.

Xu说,"但是如果人皮肤细胞和脂肪细胞中开始发生的衰老过程的一些方面与线虫中一样的话,那么我们应当走出去拥抱一些冬天里的寒冷空气吗？"

Xu补充道,除了低温外,辛辣调味品芥末(wasabi)也激活TRPA1,而且给线虫喂食芥末会增加它们的寿命.他说,"或许我们应当更频繁地去寿司餐馆."


原文链接：

---

A Genetic Program Promotes C. elegans Longevity at Cold Temperatures via a Thermosensitive TRP Channel

Rui Xiao1,Bi Zhang1, 3, 5,Yongming Dong1, 5,Jianke Gong1, 3, 5,Tao Xu3, 4,Jianfeng Liu3,X.Z. Shawn Xu1, 2

Both poikilotherms and homeotherms live longer at lower body temperatures, highlighting a general role of temperature reduction in lifespan extension. However, the underlying mechanisms remain unclear. One prominent model is that cold temperatures reduce the rate of chemical reactions, thereby slowing the rate of aging. This view suggests that cold-dependent lifespan extension is simply a passive thermodynamic process. Here, we challenge this view in C. elegans by showing that genetic programs actively promote longevity at cold temperatures. We find that TRPA-1, a cold-sensitive TRP channel, detects temperature drop in the environment to extend lifespan. This effect requires cold-induced, TRPA-1-mediated calcium influx and a calcium-sensitive PKC that signals to the transcription factor DAF-16/FOXO. Human TRPA1 can functionally substitute for worm TRPA-1 in promoting longevity. Our results reveal a previously unrecognized function for TRP channels, link calcium signaling to longevity, and, importantly, demonstrate that genetic programs contribute to lifespan extension at cold temperatures.

来源：生物无忧