生物學(xué)研究離不開(kāi)胎牛血清,Ausbian進(jìn)口胎牛血清,為細(xì)胞實(shí)驗(yàn)保駕護(hù)航。
壽命上的性別差異幾乎和性別本身一樣普遍。在人類中,女性的壽命較長(zhǎng),但與男性相比,女性在與年齡有關(guān)的疾病方面承擔(dān)了更大的負(fù)擔(dān)。在整個(gè)生命過(guò)程中影響內(nèi)穩(wěn)態(tài)的人類生理的許多方面顯示出深刻的性別差異,包括新陳代謝、對(duì)壓力的反應(yīng)、免疫反應(yīng)和自身炎癥,以及循環(huán)性類固醇激素(絕經(jīng)期和男性更年期)的下降速度。這些生理上的差異導(dǎo)致了患與年齡相關(guān)疾病的不同風(fēng)險(xiǎn),包括心臟病、癌癥和神經(jīng)退行性變。性別差異也可以決定對(duì)藥物治療的反應(yīng)。可能是通過(guò)調(diào)節(jié)生理和代謝的急性反應(yīng),也可能是通過(guò)影響組織病理的類型和進(jìn)展的慢性反應(yīng)。了解性別如何影響年齡相關(guān)疾病的發(fā)展及其對(duì)治療的反應(yīng)將是推進(jìn)老年保護(hù)療法發(fā)展的關(guān)鍵。
在各個(gè)分類中,女性比男性長(zhǎng)壽的現(xiàn)象普遍存在。壽命性別差異的進(jìn)化驅(qū)動(dòng)因素包括交配系統(tǒng)、生理和行為的二態(tài)性以及由此導(dǎo)致的外在死亡率的差異、異配性的性別決定和線粒體選擇。實(shí)驗(yàn)室模型系統(tǒng)的研究有助于揭示導(dǎo)致壽命性別二態(tài)性的機(jī)制。壽命是一種可塑的特征,遺傳、環(huán)境和藥物干預(yù)可以改善衰老的影響。這些干預(yù)措施通常針對(duì)高度保守的營(yíng)養(yǎng)感應(yīng)信號(hào)通路,其效果通常是性別特異性的。飲食限制在延長(zhǎng)雌性黑腹果蠅壽命方面比雄性更明顯,至少部分原因是針對(duì)腸道生理機(jī)能的二態(tài)下降,這在雌性中更為明顯。飲食限制會(huì)影響胰島素/Igf (IIS)/mTOR等營(yíng)養(yǎng)感應(yīng)通路,而直接針對(duì)這些通路提供了比慢性飲食方案更有效的抗衰老治療途徑。
mTOR是一個(gè)高度保守的信號(hào)樞紐,集成了多種信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)關(guān)鍵的細(xì)胞功能,包括細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂、凋亡和自噬。mTOR復(fù)合體1 (mTORC1)由營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)因子激活,如表皮生長(zhǎng)因子和IIS配體,通過(guò)磷酸肌醇3-激酶和Akt,因此它對(duì)生物體和細(xì)胞內(nèi)的能量狀態(tài)都有反應(yīng)。mTORC1底物核糖體蛋白S6激酶β -1 (S6K1)基因突變導(dǎo)致的mTORC1活性的基因衰減會(huì)增加雌性小鼠的壽命,但不會(huì)增加雄性小鼠的壽命。雷帕霉素對(duì)mTORC1的藥理抑制是目前能延長(zhǎng)所有主要模型生物壽命的藥理干預(yù)手段。基因異質(zhì)性小鼠的治療誘導(dǎo)壽命延長(zhǎng),雌性比雄性在更大程度上延長(zhǎng)。有趣的是,隨后的一項(xiàng)研究證實(shí)了性別對(duì)癌癥發(fā)病率和27型的影響。這些二態(tài)反應(yīng)的生理基礎(chǔ)還沒(méi)有被很好地理解。
長(zhǎng)期服用雷帕霉素能大大延長(zhǎng)雌性黑腹果蠅的壽命,并能減少雌性黑腹果蠅與年齡相關(guān)的腸道病變。然而,雷帕霉素對(duì)雄性果蠅衰老病理的影響尚不清楚。
近日,發(fā)表在《Nature Aging》上,一篇標(biāo)題為:“Sexual identity of enterocytes regulates autophagy to determine intestinal health, lifespan and responses to rapamycin"的文章,表明雷帕霉素治療只能延長(zhǎng)雌性果蠅的壽命。
雷帕霉素通過(guò)上調(diào)腸細(xì)胞的自噬作用,減弱了女性的腸道老化。在腸道細(xì)胞的基線代謝調(diào)節(jié)中存在很強(qiáng)的二型性,其中雄性腸細(xì)胞似乎代表了細(xì)胞大小的固有最小限度和自噬的上限,這兩者都不會(huì)被雷帕霉素治療進(jìn)一步推動(dòng)。通過(guò)操縱組織性別的遺傳決定,研究人員發(fā)現(xiàn)腸細(xì)胞的性別特征決定了對(duì)mTOR衰減的生理反應(yīng),包括通過(guò)組蛋白- bchs axis激活的自噬來(lái)維持腸道健康和功能的內(nèi)穩(wěn)態(tài)和壽命。此外,在小鼠組織(包括空腸和結(jié)腸)的基礎(chǔ)自噬和雷帕霉素反應(yīng)中證明了性別的二態(tài)性。這些數(shù)據(jù)顯示了細(xì)胞性別識(shí)別在確定基線代謝、組織衰老的相應(yīng)率和抗衰老干預(yù)反應(yīng)方面的重要性。
總結(jié):
mTOR的藥物衰減是延緩年齡相關(guān)疾病的一種有前途的途徑。研究人員發(fā)現(xiàn)用mTOR抑制劑雷帕霉素治療果蠅可以延長(zhǎng)雌性果蠅的壽命,但對(duì)雄性果蠅沒(méi)有影響。女性特異性,年齡相關(guān)的腸道病理明顯減緩雷帕霉素治療,介導(dǎo)自噬增加。通過(guò)H3/H4組蛋白- bchs軸,治療增加了女性的腸細(xì)胞自噬,而男性顯示出較高的腸細(xì)胞自噬基礎(chǔ)水平,而雷帕霉素處理并沒(méi)有增加。腸細(xì)胞性別特征,由轉(zhuǎn)化體雌性表達(dá)決定,決定了性二態(tài)細(xì)胞大小,H3/H4-Bchs表達(dá),自噬基礎(chǔ)率,生殖力,腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)和壽命延長(zhǎng)對(duì)雷帕霉素的反應(yīng)。小鼠自噬的二態(tài)性是保守的,小腸、棕色脂肪組織和肌肉在自噬和對(duì)雷帕霉素反應(yīng)方面表現(xiàn)出性別差異。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了組織性別是mTOR調(diào)節(jié)代謝過(guò)程的決定因素,以及mTOR靶向抗衰老藥物治療的療效。