研究人员证明,限制成年雌性小鼠的热量摄入有助于解决与年龄有关的不育和出生缺陷问题。
在几项动物研究中被证明可以降低与年龄相关健康问题的措施也可以解决与年龄有关的不育和出生缺陷问题。美国麻省总医院的研究人员证明,限制成年雌性小鼠的热量摄入可以防止许多异常情况的发生,如老年雌性哺乳动物经常发生的卵子中出现额外染色体或染色体丢失。该研究发表在美国《国家科学院院刊》网络版上。 麻省总医院文森特生殖生物学主任乔纳森•蒂利说,“从动物模型中可以发现,我们能够从各方面防止老年雌性小鼠卵子质量的下滑。我们找到一种基因,通过操控该基因可以复制限制热量摄入所产生的效果,并且能够改善正常饮食的老年小鼠的卵子质量。这样,我们可以通过现有的药物来模仿限制热量摄入所带来的效果。 许多研究发现,限制食物摄入的动物仍能避免营养失调,而且与过量饮食的动物相比也很少出现衰老的迹象。有关限制热量摄入对人类影响的研究在不断继续,并且许多对健康的改善也作了报道,如降低胆固醇水平和其它一些心血管病的危险因素。蒂利研究小组的早期研究发现,持续热量限制饮食的成年雌性小鼠在老年后仍能维持生育能力,即使它们后来重新开始自由饮食。 生殖细胞(精子和卵子)发育的关键一步叫减数分裂,即含有双份染色体的精子和卵子的前体细胞被分裂成含有单条染色体的生殖细胞。成熟卵子和精子结合后所形成的胚胎就会有两份染色体,一份来自雄性,一份来自雌性。与减数分裂相关的异常情况,如染色体增多或丢失,经常会发生在老年动物身上,这与不育、流产和唐氏综合症(21号染色体多一份)等出生缺陷发病率增高有很大关系。 继续早期有关低热量饮食对小鼠生育能力影响研究,研究人员发现了其背后的代谢因素。他们首先对两组雌性小鼠进行了出生后3个月到一年的观察,这个时期小鼠的卵子质量和生育能力将会有很大下降。其中一组小鼠在整个成年期是自由饮食,另一组保持低热量饮食大约7个月,然后在最后几个月开始自由饮食。尽管自由饮食小鼠出现预想的排卵减少和成熟数量减少,但低热量饮食小鼠的卵子仍然与年轻成年雌鼠的相类似。 通过对自由饮食小鼠卵子染色体和与减数分裂有关方面进行分析发现,其中存在明显问题,而低热量饮食小鼠的卵子没有发现与衰老有关的异常证据。由于与衰老相关的卵子质量的下降与线粒体胞质分布改变有关,研究人员又对限制热量饮食在这些细胞工厂中的影响进行了研究,并且再一次在自由饮食小鼠中发现了改变:线粒体聚合成块,ATP水平下降,而在低热量饮食的小鼠的卵子中没有见到这些现象。 尽管限制热量饮食所产生的影响仍在进行研究,但研究发现,多个代谢通路都涉及到作为DNA转录调停者的PGC-1α基因。该基因是控制线粒体数量和功能的调节基因。研究人员还发现,PGC-1α基因功能不足的自由饮食的雌性小鼠卵子与低热量饮食雌性小鼠的卵子在质量上没有什么不同。但是,低热量饮食结合PGC-1α基因灭活并不能增加效果,说明这两种方式发挥作用是在同一个通路上。 “虽然多数有关限制热量摄入的研究是在小鼠和其它动物身上进行的,但过去几年的许多研究证明,限制热量摄入在小鼠身上所见到的益处在猴子甚至人类身上同样可以见到。”蒂利说。 “如果我们能找到一种能让人类安全生殖的方法,其作用就像我们研究中所看到的(尽管这是小鼠研究,但与衰老相关的卵细胞缺陷在人类也能见到),或许能让妇女获得怀孕的机会,而且对需要辅助生殖技术的妇女来说,还可以改善卵子的质量,缩小如果不排除老年相关问题而带来的增加唐氏综合症的危险,以及其它与线粒体有关的疾病。”他说。 (责任编辑:glia) |