動(dòng)物園動(dòng)物分析發(fā)現(xiàn)胰腺細(xì)胞大小與哺乳動(dòng)物的壽命有關(guān)
兩千多年前,希臘哲學(xué)家亞里士多德觀察到,較大的動(dòng)物比較小的動(dòng)物壽命更長。6月18日,在“發(fā)育細(xì)胞”雜志上,科學(xué)家們報(bào)告說它的細(xì)胞大小,而不是體型,與細(xì)胞壽命有著內(nèi)在聯(lián)系,也許可能會(huì)影響生命周期。通過檢查包括sh ,,人類和老虎在內(nèi)的24種哺乳動(dòng)物物種的胰腺,以色列,加拿大和德國的研究人員發(fā)現(xiàn),具有較大胰腺細(xì)胞的動(dòng)物往往會(huì)更快衰老,而較小的細(xì)胞似乎與更長的壽命并駕齊驅(qū)。
“在兩件如此遙遠(yuǎn)的事物之間存在著相關(guān)性,令人震驚的美麗和意想不到,”資深作者Yuval Dor說道,他在以色列 - 加拿大醫(yī)學(xué)研究所和耶路撒冷的希伯來大學(xué) - 哈達(dá)薩醫(yī)學(xué)院研究發(fā)育生物學(xué)。
“這項(xiàng)研究揭示了一種似乎超越所有動(dòng)物生命的趨勢,”多倫多大學(xué)和加拿大病童醫(yī)院的計(jì)算生物學(xué)家Ran Kafri說。“它證明了可以在單個(gè)細(xì)胞上測量的特性,可預(yù)測整個(gè)動(dòng)物的壽命。”
科學(xué)家們認(rèn)為,出生后大多數(shù)哺乳動(dòng)物的器官,包括胰腺,都是通過細(xì)胞增殖而生長的。然而,Dor,Kafri及其同事做了一個(gè)偶然的觀察;他們需要更高的放大倍數(shù)來通過顯微鏡觀察新生小鼠的胰腺細(xì)胞,而不是看成人的胰腺細(xì)胞,這表明每個(gè)細(xì)胞的體積從嬰兒到成人的生命都在顯著增加。
重復(fù)測量顯示,個(gè)體外分泌胰腺細(xì)胞(稱為腺泡細(xì)胞)的生長是出生后整個(gè)器官生長的主要原因。“這是令人驚訝的,因?yàn)榧僭O(shè)是出生后,胰腺通過增加細(xì)胞數(shù)量而增長,就像我們想到的大多數(shù)器官一樣,”Dor說。
但是,當(dāng)研究人員觀察人類相同的細(xì)胞類型時(shí),他們意識(shí)到細(xì)胞復(fù)制,而不是單個(gè)細(xì)胞擴(kuò)增,是我們胰腺生長的唯一原因。這讓他們感到好奇,所以他們冒險(xiǎn)到鄰近的實(shí)驗(yàn)室,耶路撒冷圣經(jīng)動(dòng)物園和金龍獸醫(yī)研究所檢查哺乳動(dòng)物類的胰腺,從伊特魯里亞sh sh(世界上最小的哺乳動(dòng)物)到長頸鹿(最高的)。
在分析數(shù)據(jù)后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)個(gè)體腺泡細(xì)胞的大小與壽命之間存在強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān)關(guān)系。年齡較快的哺乳動(dòng)物物種具有較大的腺泡細(xì)胞,而壽命較長的物種具有較小的腺泡細(xì)胞。
為了解釋相關(guān)性,研究人員正在縮小潛在的分子機(jī)制,他們的“主要嫌疑人”是mTOR,這是一種在進(jìn)化過程中高度保守的蛋白質(zhì),已知存在于細(xì)胞大小和壽命之間的交界處。
“工作假設(shè)是,通過增強(qiáng)細(xì)胞大小的mTOR活性可以讓你在早期生活中獲得優(yōu)勢,可能允許更快的生長和更短的性成熟和繁殖時(shí)間,但它也會(huì)導(dǎo)致生命后期惡化和衰老,”Dor說。“這也許可以解釋為什么一些哺乳動(dòng)物物種會(huì)因?yàn)榧?xì)胞生長而不是復(fù)制而快速早期器官生長而犧牲壽命;你在早期生活中獲得選擇性優(yōu)勢,并且你以后付出代價(jià)。
“這為衰老的進(jìn)化理論提供了一個(gè)分子面,稱為'拮抗多效性',這表明衰老是在繁殖時(shí)代有利于機(jī)制的意外后果,”他補(bǔ)充道。“顯然,現(xiàn)在需要更多的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)這一假設(shè)。”
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