复旦大学卢国栋教授团队在《Mechanisms of Ageing and Development》杂志上发表了一项重要研究,深入探讨了二甲双胍(Metformin)在秀丽隐杆线虫(C. elegans)中对寿命和健康寿命的复杂影响。这项研究不仅揭示了二甲双胍在年轻线虫中的延寿作用,还意外发现了其对老年线虫寿命的缩短效应,为抗衰老药物的研究提供了新的视角。
研究背景与目的
二甲双胍作为一种广泛使用的降糖药物,近年来因其潜在的抗衰老作用而备受关注。然而,其具体的分子机制及在不同生命阶段的效果尚不完全清楚。本研究旨在通过秀丽隐杆线虫这一经典模型生物,探究二甲双胍对寿命和健康寿命的双相作用及其背后的分子机制。
研究方法与发现
寿命实验:研究人员分别给年轻线虫(AD1,成年第1天)和老年线虫(AD8)施加多个浓度的二甲双胍。结果显示,二甲双胍显著延长了年轻线虫的平均寿命(增加11.1%),而老年线虫的寿命则缩短了22.2%。这一发现表明,二甲双胍的寿命效应具有明显的生命周期依赖性。
健康状态评估:进一步的研究表明,二甲双胍改善了年轻线虫的摄食行为和运动能力,表现为咽泵率的增加等生理指标的改善。然而,在老年线虫中,二甲双胍则产生了相反的效果,可能加剧了其衰老状态。
基因表达分析:为了揭示二甲双胍双相作用的分子机制,研究人员对二甲双胍处理四天后年轻和年老线虫的基因表达进行了深入分析。结果发现,二甲双胍处理导致了大量基因表达的差异,其中年轻线虫中有340个基因上调和256个基因下调,而老年线虫中则有156个基因上调和160个基因下调。
GO分析与功能验证:通过GO分析及相关实验,研究人员发现沉默nhr-57和C46G7.1基因会缩短线虫寿命并延缓二甲双胍的双相作用,而敲除这两个基因则直接影响线虫的健康寿命。这表明nhr-57和C46G7.1在二甲双胍的寿命效应中扮演了重要角色。
研究意义与未来展望
这项研究首次揭示了二甲双胍在秀丽隐杆线虫中的双相寿命效应,即“年轻人的灵丹妙药,老年人的毒药”。这一发现不仅加深了我们对二甲双胍抗衰老机制的理解,还为抗衰老药物的研究提供了新的思路和方向。未来的研究可以进一步探索二甲双胍在不同生命阶段的作用机制,以及如何通过基因调控等手段优化其抗衰老效果,为人类的健康长寿贡献力量。
此外,该研究还强调了衰老过程和治疗干预的复杂性,提示我们在开发抗衰老药物时需要充分考虑药物的生命周期依赖性影响,以实现更加精准和有效的治疗策略。