研究背景

近日，一篇发表在国际杂志《Nature Communications》上的研究报告中，来自美国南加州大学等机构的科学家们通过研究识别出了能影响果蝇和人类寿命的关键代谢产物。利用先进的机器学习和系统生物学手段，研究人员分析并关联了果蝇和人类机体中的大量数据集，从而识别出了影响这两种物种寿命的关键代谢产物，特别是苏氨酸（threonine）。

 

  研究方法

- **数据集分析**：研究人员分析了120种代谢产物和160种果蝇的数据，这些果蝇分别处于饮食限制和正常饮食中，旨在揭示针对饮食产生反应的不同表型如何影响机体的寿命和健康寿命。

- **系统生物学方法**：利用代谢组学、表型和基因组学分析，研究人员采用了机器学习和系统生物学方法，将果蝇和人类的数据集进行关联分析。

- **人类数据验证**：研究人员利用人类数据集验证了在果蝇中发现的代谢产物，特别是苏氨酸，以确认这些代谢产物在两种物种中的保守性和对人类的影响。

 

 主要发现

- **苏氨酸的作用**：研究发现，苏氨酸是一种关键的代谢产物，能够影响果蝇和人类的寿命和健康寿命。苏氨酸在胶原蛋白和弹性蛋白的产生过程中扮演着重要角色，同时也参与到了血液凝固、脂肪代谢和免疫功能等多种功能中。

- **性别和种类特异性**：在果蝇中，苏氨酸能以性别和种类特异性方式延长寿命，携带高水平苏氨酸相关代谢产物的个体的寿命往往更长且更加健康。

- **乳清酸的负面影响**：相对而言，乳清酸（Orotate）与机体衰老呈负相关关联。在果蝇中，乳清酸能抵消饮食限制所产生的积极影响，而在人类中，乳清酸与较短的寿命有关。

 

  研究意义

- **跨物种关联**：这项研究通过系统生物学方法，将果蝇和人类的数据集进行关联分析，揭示了影响寿命和健康寿命的关键代谢产物，特别是苏氨酸。

- **精准医学**：研究结果为老年科学提供了另一种开发精准医学的方法，而不是寻找一种治疗衰老的“灵丹妙药”。

- **减少小鼠研究需求**：这种方法能够减少对小鼠进行研究的需求，因为研究人员可以通过果蝇和人类数据的关联来验证发现，从而加速科学研究的进展。

 

 研究者观点

- **Pankaj Kapahi教授**：如果没有这种开创性的方法，这些结果或许就不可能得到。很多数据并没有在物种之间进行关联，这种方法在识别改善人类健康的潜在干预措施方面，有望改变游戏规则。

- **研究者Kapahi**：我们并不是说苏氨酸在所有条件下都有效，而是我们的研究结果表明，其在果蝇和人类的亚群中有效。我们的方法为老年科学提供了另一种开发精准医学的方法。

 

 未来展望

- **进一步研究**：尽管这项研究为理解寿命和健康寿命的代谢机制提供了新的见解，但仍需进行更多研究以验证这些发现并将其应用于临床实践。

- **临床应用**：基于这些发现，研究人员可以开发新的靶向性疗法，特别是针对苏氨酸的补充或调节，以延长寿命和改善健康寿命。

- **扩大研究范围**：研究人员希望更大的研究团体能采用这种方法，以进一步验证和扩展这些发现，推动老年科学的发展。

 

 结论

本文研究结果表明，利用来自果蝇和人类机体的自然遗传变异数据，研究人员利用系统生物学方法阐明了饮食依赖的寿命和健康寿命变化的潜在治疗途径和代谢组学靶点。这些发现不仅为理解寿命和健康寿命的代谢机制提供了新的视角，还为开发精准医学方法提供了重要的科学依据。