科學報導

混齡共生是健康老化的最佳解方

近年來,世界各地興起混齡共生或稱青銀共居這個新觀念,一開始是為了讓年輕人可以省下房租的同時,也可以讓年長者在日常生活中享受陪伴的感覺,然而從果蠅的角度來看或許為年長者帶來的好處還不僅如此。科學家們發現讓年長果蠅與年輕果蠅混居,可以讓年長果蠅活得更長、活得更好。國立陽明交通大學生物科技學系高智飛老師的研究團隊利用模式生物黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)進行神經系統老化的相關研究,他們發現當年長果蠅與年幼果蠅在適當的比例混合居住下,可以延長年長果蠅的壽命,該研究成果發表在國際老化期刊 npj Aging and Mechanism of Disease [1]。

研究團隊將四十天大的年長果蠅與一群剛出生一天大的同性別年輕果蠅以不同的比例共同居住在同一個空間進行生存曲線研究,其中共有四個組別包括年長與年輕果蠅比例分別為 1:1, 1:3, 1:9, 3:1。結果發現當同性別的年輕果蠅是年長果蠅的三倍及九倍時,能顯著延長平均壽命超過對照組的年老果蠅的六十天壽命。增加幅度方面,雌性年長果蠅的平均壽命分別可以延長 25% 及 20%,而雄性則分別為 15% 及 16%(圖一)。反之,如果混居的年輕果蠅數量少於或等於年長果蠅時,年長果蠅就沒辦法增長壽命了。有趣的是,如果將年輕果蠅的年紀從一天大提升到十天、二十天、三十天後,對於年長雌性果蠅延長壽命的效果就會大幅度降低(圖二),而雄性果蠅則是完全沒有延長壽命的效果。由此可見,如果想要讓年長果蠅活得比較長,除了混居的年輕果蠅數量要夠多以外,年齡差距是關鍵因素。

(圖一) 圖片來源:doi:10.1038/s41514-021-00073-8 圖片說明:年長果蠅與年輕果蠅以不同比例混居對於年長果蠅壽命的影響。(A)混居示意圖,左側為對照組,右側為實驗組。(B)年長果蠅與年輕果蠅以不同比例混居的壽命柱狀圖。藍色為雄性,橘色為雌性。白色為對照組。

(圖二) 圖片來源:doi:10.1038/s41514-021-00073-8 圖片說明:年長果蠅與不同年紀的年輕果蠅混居對於壽命的影響。(A)示意圖,將四十天大的年長果蠅與一、十、二十、三十天大的年輕果蠅以 1:3 的比例混居(B-C)壽命柱狀圖。白色:對照組;藍色:與一天大果蠅的混居;橘色:與十天大果蠅的混居;綠色:與二十天大果蠅的混居;紫色:與二十天大果蠅的混居(B)雄性(C)雌性。

經過更進一步的研究, 研究團隊也發現讓年長果蠅活得更長更健康的關鍵在於需要利用味覺及嗅覺感受到年輕果蠅的存在,如果喪失了其中一種的感官功能,延長壽命的效果就會降低。研究團隊發現關鍵在於年輕果蠅產生的表皮碳氫化合物(cuticular hydrocarbons, CHCs),也就是費洛蒙(pheromone)的主要成分。研究也顯示透過核糖核酸干擾(RNA interference)技術,抑制果蠅絳色細胞(oenocytes)中轉譯 CHCs 的上游基因(包括 FASNCG3524 及 Cyp4g1)將無法觀察到年長果蠅因與年輕果蠅混居而延長壽命的效果。由此推論果蠅體表的費洛蒙 CHCs 便是讓果蠅壽命延長的年輕因子(Youth Impacts)。

(圖三) 圖片來源:doi:10.1038/s41514-021-00073-8  圖片說明:(A) 將不會產生表皮碳氫化合物(CHCs)的年輕果蠅與正常的年長果蠅混居示意圖(B-C)年長果蠅與不會產生表皮碳氫化合物(CHCs)的年輕果蠅混居不會造成壽命的延長。(B)雄性(C)雌性。

此外, 研究團隊也發現與年輕果蠅混居的效果不只是延長壽命而已,當這群年長果蠅活到平均壽命六十天,對比對照組存活果蠅,其運動能力較好,並與在先前文獻中提及與延長壽命有關的細胞自噬作用蛋白 Autophagy-related protein 8A(Atg8a)及 Ref(2)P 表現增加相關 [2, 3]。總體而言,讓年長果蠅接收年輕果蠅身上散發的費洛蒙不只可以讓年長果蠅活得更長,也可以老得更健康,這項研究為自然界中青銀共居的好處提供了最直接的科學證據。

參考文獻:

  1. Cho, L., Yu, C., & Kao, C. (2021). Social perception of young adults prolongs the lifespan of aged drosophila. npj Aging and Mechanisms of Disease, 7(1). doi:10.1038/s41514-021-00073-8 
  2. Aparicio, R., Rana, A., & Walker, D. W. (2019). Upregulation of the autophagy adaptor p62/SQSTM1 prolongs health and lifespan in middle-aged drosophila. Cell Reports, 28(4), 1029-1040.e5. doi:10.1016/j.celrep.2019.06.070
  3. Simonsen, A., Cumming, R. C., Brech, A., Isakson, P., Schubert, D. R., & Finley, K. D. (2008). Promoting basal levels of autophagy in the nervous system enhances longevity and oxidant resistance in adult drosophila. Autophagy, 4(2), 176-184. doi:10.4161/auto.5269

撰文|余至傑
審稿|陳帝亢

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余至傑

就讀於陽交大分醫所博士班,目前研究主題是利用果蠅來探討與老化、神經退化性疾病相關的議題。希望能藉由The Investigator 不同領域的朋友們一起學習交流。

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