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人類的壽命與身高和體重類似,也受遺傳因素的影響。
然而,人類的壽命究竟在多大程度上受遺傳因素的影響,目前仍沒(méi)有一致的觀點(diǎn)。
2000年前后發(fā)表的研究認(rèn)為,遺傳因素對(duì)壽命的貢獻(xiàn)率在15%-33%之間,主要集中在20%至25%之間。2018年,有兩項(xiàng)研究認(rèn)為之前的研究高估了遺傳因素的貢獻(xiàn),遺傳對(duì)壽命的貢獻(xiàn)率應(yīng)該在6%-16%之間。
越來(lái)越小的影響,讓人們開始懷疑遺傳因素與壽命之間的關(guān)系;這進(jìn)一步讓科學(xué)家開始懷疑,決定長(zhǎng)壽的遺傳因素是否真的存在。
近日,由以色列魏茨曼科學(xué)研究所Uri Alon領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì),在頂級(jí)期刊《科學(xué)》上發(fā)表了一篇重要研究論文[1],讓我們對(duì)長(zhǎng)壽的決定性遺傳因素充滿了期待。
Alon團(tuán)隊(duì)采用新的數(shù)學(xué)分析方法,在排除各種混雜因素之后發(fā)現(xiàn),遺傳因素對(duì)壽命的貢獻(xiàn)率約為55%,遠(yuǎn)高于之前的研究。這也意味著,我們有可能找到與長(zhǎng)壽相關(guān)的遺傳變異。
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之所以要開展這項(xiàng)研究,是因?yàn)锳lon團(tuán)隊(duì)注意到,與大多數(shù)其他人類生理特征的遺傳力(49%)相比,之間那些研究估算的遺傳力實(shí)在是太低了。要知道,在實(shí)驗(yàn)室條件下,小鼠的壽命遺傳力也在38%到55%。
基于以上數(shù)據(jù),Alon團(tuán)隊(duì)認(rèn)為之前的分析可能存在未排除的混雜因素。
他們先分析歷史數(shù)據(jù)的問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)外源性死亡(意外事故或感染等導(dǎo)致的死亡)掩蓋了遺傳因素對(duì)壽命的影響,導(dǎo)致壽命的遺傳力被低估。
由于歷史隊(duì)列數(shù)據(jù)缺乏足夠的死因信息來(lái)校正外源性死亡,Alon團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種方法來(lái)分離外源性死亡的影響,并估計(jì)壽命的遺傳力。
他們基于既往雙胞胎研究發(fā)現(xiàn),在排除外源性死亡之后,遺傳因素對(duì)壽命的貢獻(xiàn)達(dá)到了50%,是既往雙胞胎研究的2倍。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述發(fā)現(xiàn),Alon團(tuán)隊(duì)分析了SATSA雙胞胎隊(duì)列(此前沒(méi)有研究評(píng)估過(guò)該數(shù)據(jù)集的壽命遺傳性),并將分析范圍限定于1900年至1935年間出生的雙胞胎,且所有雙胞胎均存活至61歲。這個(gè)隊(duì)列進(jìn)一步證實(shí),隨著外源性死亡率的下降,遺傳力估計(jì)值增加。
如果進(jìn)一步完全排除外源性死亡,并將全因死亡率最低的15歲作為分析的起始年齡,以消除環(huán)境和偶然性死亡的“噪音”,最終計(jì)算得到的壽命遺傳力高達(dá)55%。顯然,這一數(shù)值遠(yuǎn)高于此前的估計(jì),且與其他復(fù)雜人類性狀及其他物種(如小鼠)的壽命遺傳力相一致。
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此外,Alon團(tuán)隊(duì)還分析了不同疾病在導(dǎo)致死亡方面的遺傳力存在顯著差異。研究結(jié)果顯示,癡呆癥和心血管疾病的遺傳力顯著高于癌癥。
那這一估值變化的意義在哪里呢?
首先,這個(gè)研究將內(nèi)在壽命遺傳力修正為約55%,有力地證明了遺傳因素在人類衰老中起著至關(guān)重要的作用,為開展大規(guī)模識(shí)別長(zhǎng)壽相關(guān)變異、改進(jìn)多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分,以及通過(guò)基因手段揭示衰老調(diào)控機(jī)制的研究,提供了堅(jiān)實(shí)的理論支撐。
其次,這個(gè)研究表明,此前基因組學(xué)研究之所以在識(shí)別壽命相關(guān)基因變異方面進(jìn)展有限,可能并非由于遺傳效應(yīng)本身微弱,而是因?yàn)橥庠葱运劳雎室肓舜罅康摹氨硇驮肼暋保谏w了真實(shí)的遺傳信號(hào)。這一發(fā)現(xiàn)提示未來(lái)的研究需要更精準(zhǔn)地校正混雜因素,以提高識(shí)別遺傳變異的效力。
最后,研究還發(fā)現(xiàn)心血管疾病和癡呆癥表現(xiàn)出比癌癥更高的遺傳力,這表明癌癥可能更多地受到外在環(huán)境或隨機(jī)過(guò)程的影響,而心血管疾病和癡呆癥則受遺傳背景控制更強(qiáng)。這為未來(lái)制定更有針對(duì)性的疾病預(yù)防和長(zhǎng)壽干預(yù)策略提供了依據(jù)。
總的來(lái)說(shuō),Alon團(tuán)隊(duì)這項(xiàng)研究從根本上提升了遺傳學(xué)在衰老研究中的地位,并為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生領(lǐng)域通過(guò)基因組學(xué)手段干預(yù)衰老過(guò)程指明了方向。
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參考文獻(xiàn):
[1].Shenhar B, Pridham G, De Oliveira TL, et al. Heritability of intrinsic human life span is about 50% when confounding factors are addressed. Science. 2026;391(6784):504-510. doi:10.1126/science.adz1187
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