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人类社会中,女性普遍比男性长寿。其他哺乳动物也大多如此,雌性的平均寿命通常要比雄性长。有一种方法看起来可以帮助雄性更长寿,而且在多种哺乳动物中发现行之有效。比方说在新西兰,那里养殖了很多绵羊,不用来繁殖的公羊通常会被阉割。其中以产羊毛著称的美利奴绵羊,因为可以年复一年提供羊毛,通常会在农场里待到自然老死,而不会像其他品种的肉羊那样早早地被出售。“这儿的农民和科学家都早就知道,去势(或者说阉割)的公羊,平均寿命要比完整的公羊长得多。”新西兰奥塔哥大学(University of Otago)的研究人员说。
▲一头年事已老的美利奴绵羊(图片来源:参考资料[2];Credit:Tim Hore, Blackstone Hill Station)在一项刚刚发表的论文中,新西兰和美国的科学家合作,从内在的衰老——DNA老化的角度研究了这个问题。他们发现,雌性和雄性身上的DNA老化模式很不一样,去势公羊特定部位的DNA分子具有类似于母羊的特征。换句话说,阉割帮助了公羊延缓DNA老化。研究主要负责人之一、Tim Hore博士指出,这项发现为了解“男性衰老速度为什么更快”提供了新的角度。
具体来看,为了评估去势对衰老过程造成的影响,研究人员首先为绵羊构建了“表观遗传时钟”,从而精确反映每一头羊的生物学年龄和衰老速度。表观遗传时钟主要考察DNA特定位点上的化学标签(比如DNA甲基化标签)。近年来很多研究表明,DNA甲基化不断累积的变化是衰老的一个重要驱动因素。共同负责这项研究的遗传学家Steve Horvath教授正是表观遗传时钟研究方面的先驱之一。他介绍说:“我们开发的方法为很多种类的哺乳动物测算了生物学年龄,目前为止已经研究了200多个物种,由此发现动物衰老具有惊人的共性。而这项绵羊研究有其独一无二之处:我们可以单独看到雄性激素在衰老过程中起的作用。”研究人员从400多头养殖的美利奴绵羊身上采集了血液和皮肤样本,对多个基因位点上的DNA甲基化程度进行了评估,测算了它们的DNA老化程度。表观遗传时钟的数据表明,在很多基因位点上,去势公羊的DNA甲基化模式与母羊更相近。去势总体上减缓了公羊的DNA衰老速度。幼年去势的公羊在成年后,生理学年龄比同时出生的完整公羊平均年轻3个多月。随着实际年龄增加,老化速度较慢的特点还会变得越来越明显。
▲实际年龄越大,去势公羊相比完整公羊在生理学年龄上越显年轻(图片来源:参考资料[1])研究人员还发现,相比血液样本,绵羊皮肤组织的DNA老化速度有更明显的性别差异,受去势的影响更大。为了明确不同组织对雄激素的敏感程度,研究人员用不同性别的小鼠进行了实验。他们发现,皮肤、肾脏和大脑等表达雄激素受体的组织,DNA甲基化模式存在显著的性别差别;相比之下,不表达雄性激素受体的组织,看起来是一样的。Hore博士指出,这一结果给阉割、雄性激素和DNA老化的性别差异之间提供了明确的联系。对雄激素敏感的DNA老化模式,也为雄性哺乳动物衰老速度更快提供了新的解释。当然,这一发现虽然提供了关于抗衰老的新洞见,但要说到它的应用价值,这就不好说了……
参考资料:
[1] Victoria J Sugrue et al., (2021) Castration delays epigenetic aging andfeminizes DNA methylation at androgen-regulated loci. eLife DOI:10.7554/eLife.64932
[2] Castration delays DNA aging. Retrieved July 7, 2021 from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-07/ai-cdd063021.php