一般來說,長壽人群指的是壽命在90歲以上的老年人,這個群體具有良好的抵抗慢性組織缺氧、炎癥和氧化應激的能力。
長期以來,人們一直推測長壽人群血液中可能存在“返老還童物質”,從而延長壽命,促進健康老齡化。然而,這其中具體機制尚不清楚。
2025年2月9日,來自中南大學湘雅醫院醫學代謝組學國際聯合研究中心的研究團隊在Aging Cell雜志發表題為“Longevity Humans Have Youthful Erythrocyte Function and Metabolic Signatures”的文章。
該研究發現發現,長壽個體表現出與年輕個體相似的紅細胞氧釋放功能,而大多數老年人表現出氧釋放能力降低。
此外,非靶向紅細胞代謝組學分析顯示,長壽個體具有類似年輕人的代謝重編程,定量分析在紅細胞中識別出多種新的長壽相關代謝物,包括腺苷、鞘氨醇-1-磷酸(S1P)和谷胱甘肽(GSH)相關氨基酸。
為了評估紅細胞功能和代謝的變化,并確定紅細胞與整體血漿代謝之間的串擾,研究人員進行了一項大型隊列研究,將長壽個體與年輕人和老年人進行比較。根據之前有關衰老和長壽的研究,將所有個體分為四組:長壽(L)組(90 ~ 102歲,n = 216)、老年(E)組(70 ~ 89歲,n = 119)、中年(M)組(56 ~ 69歲,n = 216)、青年(Y)組(21 ~ 55歲,n = 179)。
研究人員首先通過測量P50(提供50%血紅蛋白與O2結合飽和度的氧分壓)來評估大多數參與者的氧釋放能力。結果發現,在89歲之前,P50隨著年齡的增長而逐漸下降。然而,長壽組的P50水平并沒有隨著年齡增長而下降,反而維持在高于70-89歲年齡組的水平,與中青年組相當。
由于紅細胞沒有細胞核,缺乏新的蛋白質合成,并且它們的功能在很大程度上受代謝重編程的調節。研究人員隨后進行了高通量非靶向代謝組學分析,發現長壽個體和年輕對照參與者(年輕人和中年人)之間的代謝物水平相當,但與老年參與者顯著不同。
值得注意的是,2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)(圖2d)、腺苷和肌苷,在調節紅細胞氧釋放功能中起著至關重要的作用,并且在長壽個體中富集。此外,鞘氨醇1-磷酸(S1P),一種重要的紅細胞功能調節劑,也在長壽個體中表現出較高的水平。
從機制上講,長壽個體紅細胞中增加的二磷酸甘油酸變位酶(BPGM)和降低的MFSD2B蛋白水平發揮協同作用,誘導細胞內S1P升高,促進甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)從細胞膜釋放到胞質溶膠,從而協調葡萄糖代謝重編程,誘導2,3-BPG產生并觸發氧輸送。
此外,谷氨酰胺和谷氨酸轉運蛋白表達的增加以及細胞內代謝的增強是長壽個體紅細胞中GSH產量增加和抗氧化應激能力增強的基礎。
總的來說,該研究發現長壽個體在血漿中表現出較少的全身性缺氧相關代謝物和更多的抗氧化和抗炎代謝物,從而具有更健康的臨床表型,包括更低的炎癥參數以及更好的葡萄糖-脂質代謝和肝腎功能。簡而言之,年輕的紅細胞功能和代謝使長壽個體能夠更好地對抗外周組織缺氧、炎癥和氧化應激,從而促進健康衰老。
參考文獻:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/acel.14482
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