长寿研究新进展!爱生生命首席科学家夏阳教授关于长寿人群的红细胞功能和代谢特征的研究成果刊登《Aging Cell》

时间:2025-02-17
来源:爱生生命
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前言:自古以来,人们对长寿的研究从未停止过,从古代神话传说中对灵丹妙药的追求,到现代科学的深入探索,长寿研究始终是人类关注的重要课题,科学技术的进步,也使得长寿研究取得了显著进展。年龄超过90岁的个体被定义为长寿个体,这些长寿人群具有更好的抵抗慢性组织缺氧、炎症和氧化应激的能力。作为生命科学领域的新生力量,爱生生命以长寿科技为核心,延长全人类的健康寿命,实现健康长寿为目标,通过研究百岁人群及队列数据,来探索人类长寿的机制。

近日,爱生生命—中南大学长寿医学实验室主任、爱生生命首席科学家、中南大学湘雅医院医学代谢组学国际联合研究中心的夏阳教授等在国际知名学术期刊Aging Cell (衰老细胞)发表题为“Longevity Humans Have Youthful Erythrocyte Function and Metabolic Signatures”(长寿的人类具有年轻的红细胞功能和代谢特征)的文章。该研究发现,长寿个体表现出与年轻个体相似的红细胞氧释放功能,而大多数老年人表现出氧释放能力降低。

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此外,非靶向红细胞代谢组学分析显示,长寿个体具有类似年轻人的代谢重编程,定量分析在红细胞中识别出多种新的长寿相关代谢物,包括腺苷、鞘氨醇-1-磷酸(S1P)和谷胱甘肽(GSH)相关氨基酸。


该研究发现长寿个体在血浆中表现出较少的全身性缺氧相关代谢物和更多的抗氧化和抗炎代谢物,从而具有更健康的临床表型,包括更低的炎症参数以及更好的葡萄糖-脂质代谢和肝肾功能。简而言之,年轻的红细胞功能和代谢使长寿个体能够更好地对抗外周组织缺氧、炎症和氧化应激,从而促进健康衰老。


研究设计和研究参与者的特征


为了评估红细胞功能和代谢的变化,并确定红细胞和总体血浆代谢之间的串扰,我们进行了一项大型队列研究,分别将长寿个体与年轻人和老年人进行比较。来自湖南省不同年龄组的社区居民个体(n=730)的参与者特征见表1。根据先前与衰老和长寿相关的研究,将所有个体分为四组(Sato et al. 2021年; Prospective Studies Collaboration et al. 2007年; Rea et al. 2000年):长寿(L)组(90-102岁,n=216)、老年(E)组(70-89岁,n=119)、中年(M)组(56-69岁,n=216)和年轻(Y)(21-55岁,n=179)。四组间性别分布匹配良好。其中,老年组(平均年龄:76岁)包括年龄接近湖南省平均区域预期寿命的个体,其中大多数人可能处于最后十年,类似于长寿组。

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长寿个体独特的红细胞和器官功能


为了确定红细胞的功能变化,研究团队通过测量P50(提供50%血红蛋白与O2结合饱和度的氧分压)来测量大多数参与者的释氧能力(图1a中的图示)。结果显示,在89岁之前,P50随着年龄的增长而逐渐下降,而在长寿组中,P50水平并没有下降,而是维持在高于70-89岁年龄组的水平,与青年和中年组的水平相当(图1b)。非线性拟合曲线显示,在两种性别的长寿组中,P50从年轻到老年逐渐降低,但维持在接近年轻个体的水平(图S1a)。根据性别和年龄组的进一步比较分析显示,男性和女性之间的P50无显著差异(图S1a)。因此,该研究证明了长寿个体的红细胞比老年人(E组)具有更年轻的氧释放能力。


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长寿个体的炎症风险较低。该研究团队还进一步分析这些长寿个体的炎症状态,发现老年组的红细胞分布宽度(RDWCV)升高,长寿组相对于老年组降低,这意味着长寿组的炎症水平低于老年组。



长寿个体的抗炎和氧化应激

为了确定长寿个体的红细胞如何保持年轻样的氧释放能力,该研究团队进行了高通量非靶向代谢谱分析,以定义所有人类受试者中红细胞(RBC)的综合代谢组样品采集和处理以及代谢组学分析工作流程如图2a所示。通过研究分析,揭示了长寿个体的红细胞中的长寿和年轻化的综合代谢特征,其与年轻化提供更多氧气的能力密切相关,并更好地抵消氧化应激和炎症(图2f)。

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长寿个体的一个突出特征是红细胞细胞内鞘氨醇1-磷酸(S1P)的增加,加上由于长寿个体红细胞膜上子超家族转运蛋白2b(MFSD2B)蛋白表达的显著降低,而导致血浆S1P水平降低。综上所述,该研究结果支持了一个创新概念,即红细胞充当“迁移器官”,感知缺氧并释放更多的O2对抗组织缺氧,但也将代谢物携带和运输到外周组织,以维持营养交换、氧化还原稳态、免疫细胞反应、血管活性平衡,甚至神经递质释放,以支持更好、更健康的衰老。


这一项研究成果为改善衰老和长寿的功能和机制提供了更多的新思路,进一步提高了将红细胞作为健康监测的生物标志物和延长寿命的治疗靶点的可能性。我们期待未来将科研成果应用于健康领域中,真正造福人类,创造社会价值。