石斑鱼基因能教会人类如何活过 100 岁

在过去两个世纪中，人类的平均寿命从 30 岁增加到了 72 岁。尽管人类的健康状况发生了显著变化，但与石鱼相比，人类的寿命还是相形见绌。石鱼可以在浅水海底生活 100 多年，大部分时间都躲在岩石下。（据报道，有些石鱼可以活 200 多年）。石鱼长寿的秘诀比偶然发现水下青春之泉更为复杂。哈佛大学的遗传学家提出，答案可能在于它们如何控制自己的基因。

今天发表在《科学进展》上的一项新研究发现，石斑鱼拥有复杂的基因网络，可能影响该物种的寿命。这些相同的基因似乎也存在于人类身上。“鱼类调节寿命等特征的方式实际上与哺乳动物调节寿命的方式非常相似，”首席研究作者、波士顿儿童医院和哈佛医学院的博士后研究科学家斯蒂芬·特里斯特说。了解这些与石斑鱼等动物的长寿有关的基因变异，有朝一日可能有助于治疗人类与年龄相关的疾病。

“很高兴看到石斑鱼基因组学受到关注，”加州州立大学圣贝纳迪诺分校生物学助理教授约瑟夫·赫拉斯 (Joseph Heras) 表示，他没有参与这项研究。“多年来，人们对石斑鱼的寿命有很多猜测，但现在有了现代基因组技术，像这样的研究可以为这个话题提供更多的见解。”

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虽然石鱼被认为是寿命最长的鱼类之一，但它们的寿命范围很广。但决定石鱼寿命长短的确切遗传机制仍然是个谜。这项研究的作者解开了 23 种不同石鱼物种的遗传密码，这些物种的寿命从 22 岁到 108 岁不等。在所有组织样本中，研究小组发现了一个与胰岛素信号传导有关的共同基因网络——这是一种众所周知的衰老调节剂，可能是为了更好地节省能量而进化而来的生存策略。2021 年的一项研究发现，寿命最长的石鱼更有可能表达三种类型的基因，包括影响胰岛素信号通路的基因。新发现提供了更多证据，表明胰岛素调节基因是石鱼长寿的主要因素。

加州大学伯克利分校综合生物学助理教授、2021 年研究的高级研究员 Peter Sudmant 说：“作者能够证实并扩展我们最近在石鱼基因组测序中所做的许多观察结果，包括对与胰岛素信号传导相关的通路的限制增加。”

但 Treaster 表示，还有一个意想不到的结果。研究小组确定了所有石斑鱼中都存在的另一组基因，这些基因与黄酮类化合物代谢有关。黄酮类化合物是植物中产生的具有抗炎、抗诱变和抗癌特性的化学物质。由于已知它们与调节多种细胞信号传导和酶促途径有关，作者认为黄酮类化合物代谢可能具有抗衰老作用。根据 Sudmant 的说法，作者强调黄酮类化合物代谢可能在延长寿命方面发挥重要作用，这是一种“非常有趣且新颖的途径，值得跟进”。

在确定了两种可能影响石斑鱼长寿的基因因素后，研究小组开始在人类基因中寻找类似的联系。他们发现，类黄酮代谢基因不仅存在于人类中，而且与生存密切相关。“我们有两种完全不同的脊椎动物模型，人类和石斑鱼，它们都具有与长寿相关的相同途径，”特雷斯特说。

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石斑鱼并不是现存最古老的脊椎动物（2016 年，一条 392 岁的格陵兰鲨鱼夺得了这一称号），也不是研究衰老的典型动物模型。虽然果蝇和蛔虫等短命无脊椎动物更有可能被选为研究寿命变化的对象，但它们可能不适用于平均寿命为 70 至 75 岁的人类等脊椎动物。

与其他长寿物种不同，石斑鱼寿命的变化并非一次性事件。特雷斯特说，不同血统的石斑鱼独立进化，寿命更长。“这种程度的变化是闻所未闻的，尤其是在脊椎动物中，”他说。这让科学家有机会“消除无关的变化”，并集中研究整个物种共同存在的相关长寿因素。

虽然 Treaster 对确定长寿与黄酮代谢途径基因之间的关联感到兴奋，但他知道，要了解这些基因/关联如何帮助生存，还有很长的路要走。接下来，他的团队计划对斑马鱼中参与胰岛素和黄酮代谢的基因进行基因改造，看看它们是否能逆转衰老迹象。了解这些基因究竟在做什么（以及是否可以操纵它们）以延长寿命，可以为减缓人类衰老过程提供宝贵的信息。“所有这些研究的最终目标是干预或预防所有这些与年龄有关的疾病——癌症、阿尔茨海默氏症、心脏病——我们很难用现代医学解决这些疾病，”Treaster 说。