 表1 DNA端粒長(zhǎng)度與種系的壽命長(zhǎng)短不匹配 我們知道，對(duì)于人類而言，DNA端粒長(zhǎng)短和壽命是相關(guān)的，特別是在細(xì)胞水平，它可以預(yù)測(cè)細(xì)胞的存活時(shí)間。DNA端粒長(zhǎng)度在其他各種系之間又有什么樣的關(guān)系呢？結(jié)果讓人很意外。研究發(fā)現(xiàn)跨種系DNA端粒的長(zhǎng)短和壽命沒(méi)有什么相關(guān)性，反而有的種系的DNA端粒越長(zhǎng)，它的壽命卻越短，如表1所示。 表1最左邊一列表示種系，第二列為出生時(shí)的DNA端粒長(zhǎng)度。可以看到，小鼠出生時(shí)候的DNA端粒長(zhǎng)度為50000個(gè)堿基，但是它的壽命最長(zhǎng)只有4年，平均壽命為2年。人類出生時(shí)的DNA端粒長(zhǎng)度是15000個(gè)堿基，不到小鼠的三分之一，但是平均壽命達(dá)到79歲，最長(zhǎng)壽命記錄是122歲。山羊出生時(shí)的DNA端粒有10400個(gè)堿基，最長(zhǎng)壽命是20歲，平均壽命為16歲。海鷗的端粒有35000個(gè)堿基，最長(zhǎng)壽命是25歲，平均壽命為21歲。美洲馴鹿有19800個(gè)堿基，平均壽命是15歲，最長(zhǎng)21歲。禿鷲、老鷹有19800個(gè)堿基，最長(zhǎng)壽命是41歲，平均37歲。海豚的壽命相對(duì)更長(zhǎng)一些，最長(zhǎng)壽命是51歲，平均17歲，出生時(shí)端粒有90700個(gè)堿基。大象的DNA端粒有36300個(gè)堿基，壽命最長(zhǎng)是65歲，平均壽命為60歲。 圖1 從整個(gè)跨種系來(lái)看，出生時(shí)的DNA端粒長(zhǎng)短似乎和壽命沒(méi)有相關(guān)性，或者沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的相關(guān)性。人類DNA端粒在這幾大種系里是最短的，只有15000個(gè)堿基，壽命卻最長(zhǎng)可以達(dá)到122歲，平均79歲，并且平均壽命還在延長(zhǎng)。再看DNA端粒每年的消耗速度（表1左起第三列）。小鼠的DNA端粒每年有7000個(gè)堿基被消耗掉，而人類每年的消耗量只有71個(gè)堿基。這帶給我們一個(gè)什么啟示呢？ 圖2 DNA端粒每年縮短狀況準(zhǔn)確預(yù)測(cè)種系的最長(zhǎng)壽命及平均壽命 研究人員做了一個(gè)分析，他們按DNA端粒的長(zhǎng)短排序，發(fā)現(xiàn)端粒長(zhǎng)短跟種系的壽命無(wú)關(guān)，但是按DNA端粒消耗的速度排序，各種系的壽命就形成了一條回歸曲線（圖2E、2G），說(shuō)明種系壽命與DNA端粒消耗速度存在相關(guān)性。其中，人類壽命在這幾個(gè)種系里最長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的DNA端粒消耗速度最慢，平均每年消耗71個(gè)堿基?；鹆银B(niǎo)每年消耗110個(gè)堿基，壽命可達(dá)到40年。禿鷲每年消耗210個(gè)，海豚是每年770個(gè)。 海豚剛出生時(shí)的DNA端粒最長(zhǎng)，共有90000多個(gè)堿基，但它的壽命并不是最長(zhǎng)的，因?yàn)樗磕甑腄NA端粒消耗速度較快。圖2F和圖2H分別表示最長(zhǎng)壽命、平均壽命和預(yù)期壽命的關(guān)系。從中可以看到它們之間存在非常好的線性關(guān)系。也就是說(shuō)，DNA端粒每年的消耗速度可以用來(lái)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)不同種系的壽命，包括最長(zhǎng)壽命和平均壽命。 表2 接下來(lái)我們看壽命與剩余堿基的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以人類為例（表2倒數(shù)第一行），人類剛開(kāi)始有15000個(gè)堿基，每年消耗71個(gè)堿基，記錄的最長(zhǎng)壽命是122歲，平均壽命是79歲。如果活到最長(zhǎng)壽命122歲，DNA端粒會(huì)從15000個(gè)堿基縮短到6300個(gè)堿基（剩余42%），也就是一生中消耗了8000多個(gè)堿基。如果只活到平均年齡79歲，則剩余9400個(gè)堿基（剩余62.6%）。按照這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果DNA端粒剩余50%的堿基，我們能活到106歲。如果剩余75%的堿基，對(duì)應(yīng)就是52歲。所以，人類的DNA端粒最終長(zhǎng)度確實(shí)是跟壽命相關(guān)的，但它減慢的速度決定了種系之間的差距。這是不是提醒我們，如果降低DNA端粒的縮短速度，就可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽呢？ 圖3 圖4 另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，體積越大的物種端粒縮短越慢，對(duì)應(yīng)最長(zhǎng)壽命和平均壽命也越長(zhǎng)，比如說(shuō)人、大象和海豚（圖3）。還有一個(gè)有意思的發(fā)現(xiàn)是心率和DNA端粒的消耗呈正相關(guān)，也就是心率越快，DNA端粒消耗也就越快，比如說(shuō)小鼠每分鐘心跳700次，它的DNA端粒消耗也更快（圖4）。 研究發(fā)現(xiàn)
之前我們介紹過(guò)（詳見(jiàn)：決定后代及當(dāng)今壽命的因素-父母、兄弟姐妹、夫妻），父親和母親的DNA端粒共同決定了后代DNA端粒的長(zhǎng)短，但是隨著父親年齡增大，精子里的DNA端粒不斷延長(zhǎng)，每年可以延長(zhǎng)60~70個(gè)堿基，相應(yīng)地，年長(zhǎng)的父親生下來(lái)的小孩，壽命也相對(duì)較長(zhǎng)。但這一優(yōu)勢(shì)可能會(huì)被年長(zhǎng)的母親所抵消，因?yàn)槟赣H隨著年齡增長(zhǎng)卵子DNA端粒是在縮短的。 所以，遺傳因素在決定DNA端粒長(zhǎng)度方面有很重要的作用。人類的DNA端粒長(zhǎng)度平均是15000個(gè)堿基，這是在出生時(shí)就已具備的先天優(yōu)勢(shì)，同時(shí)隨著后天的過(guò)度消耗，堿基數(shù)會(huì)越來(lái)越少（壽命縮短）。比如說(shuō)不良的生活習(xí)慣，包括抽煙、油膩飲食、吃垃圾食品、攝入能量過(guò)高等。再加上惡劣的生活環(huán)境，比如說(shuō)空氣污染、水質(zhì)差、有毒有害的涂料和放射性物質(zhì)等。這些因素會(huì)導(dǎo)致人們精神和機(jī)體上的疾病，比如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等慢性病、抑郁癥、焦慮，這些都可以導(dǎo)致機(jī)體微炎癥，加速消耗DNA端粒。正常情況下，人體DNA端粒的消耗速度是每年70個(gè)堿基，不良生活習(xí)慣下可能每年消耗80~90個(gè)堿基，實(shí)際上就是在縮短壽命。反之，如果你有良好的生活習(xí)慣，不抽煙、不酗酒、地中海飲食、每天都鍛煉身體、心情愉快，同時(shí)避免接觸惡劣的生活環(huán)境。那么就可以減緩DNA端粒的消耗，最多可能延長(zhǎng)5~8年的壽命。 心率和端粒消耗呈正相關(guān)，心率越快，端粒消耗得也越快。對(duì)人類而言，通過(guò)鍛煉后，靜息心率可以從每分鐘80次降到每分鐘40~50次，這是不是意味著有希望減少DNA端粒的消耗從而延長(zhǎng)壽命呢？這有待于進(jìn)一步的研究。 人類最長(zhǎng)的存活記錄是122歲，但DNA端粒還殘余46%，這提示我們未來(lái)的研究方向是不是可以想辦法讓機(jī)體細(xì)胞耐受超短DNA端粒？或者發(fā)明藥物來(lái)減緩DNA端粒消耗的速度，甚至是恢復(fù)DNA端粒的長(zhǎng)度，如此是不是可以保護(hù)這些細(xì)胞，延長(zhǎng)我們的壽命？如果按照DNA端粒消耗到0來(lái)推算，人類最長(zhǎng)能活到211歲，當(dāng)然這是很難實(shí)現(xiàn)的。 研究啟示
DNA端粒的長(zhǎng)短是遺傳因素決定的，但是它消耗的速度，也就是生命消耗的速度，是掌握在我們自己手里的。因此，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣、保持良好的心情以及愛(ài)護(hù)生活環(huán)境，可以減緩DNA端粒的消耗，從而實(shí)現(xiàn)健康長(zhǎng)壽。 參考文獻(xiàn)：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2019;116:15122-15127 掃碼看看遺傳和生活習(xí)慣讓你的壽命有多長(zhǎng)▽
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