本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
Collette 等人。“慢性 Alpha-1A 肾上腺素能受体刺激延长寿命并降低小鼠癌症总发病率” 星期六,2011 年 11 月 12 日,55.10。
是时候开始这个神经科学博客体验了,首先从一些你可能最初认为与神经科学没有特别关联的东西开始:寿命和癌症。这是昨天(星期六)海报会议上的一篇帖子。
我们将从 alpha1a 和 alpha1b 肾上腺素能受体开始。肾上腺素能受体是结合神经递质肾上腺素和去甲肾上腺素的受体。这听起来可能有点奇怪,直到你想起肾上腺素和肾上腺素基本上只是同一种东西的非常不同的拼写。当我通常想到肾上腺素时,我通常会想到《低俗小说》中的那个场景,乌玛·瑟曼吸毒过量,他们将装满肾上腺素的注射器刺入她的心脏。完全是虚构的,但你会记住(你*可以*使用肾上腺素来治疗心脏骤停,但像那样直接刺入心脏……嗯……)。
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心脏中有很多肾上腺素能受体。但大脑、血管系统、肝脏、前列腺中也有肾上腺素能受体(alpha 1a 肾上腺素能拮抗剂实际上用于治疗前列腺增生)。
为了确定各种受体如何影响我们的行为和身体,科学家们使用了不同的动物模型。其中一些是基因敲除,即敲除一个基因,通过使基因序列变得乱码来确保其产物不表达。还有一些,比如这个项目中使用的那些,是“基因敲入”,或者在这种情况下,是过度表达你感兴趣的基因的小鼠。科学家可以将 DNA 的启动子序列放在他们感兴趣的 DNA 前面,这个启动子将导致更多的 DNA 转录成 RNA,然后翻译成蛋白质。在这种情况下,他们启动了一种始终处于活动状态的 alpha 1a 肾上腺素能受体形式,导致受体活性比正常小鼠高得多。在另一组小鼠中,他们对 alpha 1b 肾上腺素能受体做了同样的事情。
最终结果是这些受体的活性发生了变化,小鼠的表现就像它们已经用 alpha 1a 或 alpha 1b 肾上腺素能激动剂治疗过一样,这比将某种东西过度表达至其正常浓度的 100 倍要微妙得多。这些小鼠有许多行为改变。具有持续活跃的 alpha 1a 肾上腺素能受体的小鼠比正常小鼠更少焦虑,在小鼠抑郁症测试中表现出较少的抑郁样活动,并且海马体中新神经元的诞生增加。这些动物甚至表现出对心肌缺血等心脏问题的保护作用。另一方面,持续活跃的 alpha 1b 肾上腺素能受体小鼠具有相当相反的效果,具有更多的心脏问题,以及神经退行性变增加。
考虑到 alpha 1a 小鼠所有这些看似积极的影响,以及 alpha 1b 小鼠可能产生的负面影响,这篇海报的作者想知道这些小鼠的寿命是否不同。为了找出答案,他们做了一些非常简单的事情。你每天在小鼠群体中走动一次,检查所有的小鼠。看看谁死了,他们死于什么。这是一项令人沮丧的工作,但总得有人去做。
现在,你可能会认为小鼠通常寿命不长。你就错了,实验小鼠可以活两到三年而没有任何问题(尽管它们会长出一些白头发!)。因此,在一定是非常漫长的实验之后,这项研究的作者有足够的动物来观察持续活跃的 alpha1a 肾上腺素能受体或持续活跃的 alpha 1b 肾上腺素能受体是否改变了寿命。
看起来它们确实改变了寿命。具有持续活跃的 alpha 1a 受体的小鼠寿命明显更长,而具有持续活跃的 alpha 1b 受体的小鼠寿命比正常小鼠更短。不仅如此,初步数据表明,持续活跃的 alpha 1a 受体小鼠具有降低癌症发病率的趋势 (p=0.07)。
现在这有点奇怪,因为 alpha 1a 和 alpha 1b 受体都被认为是“原癌基因”,这意味着它们都被认为允许肿瘤形成。目前,作者假设这两种受体的差异可能在于它们与下游蛋白质相互作用的方式,特别是p21,一种细胞周期调节因子。这就是他们接下来要研究的方向,试图找出这两组小鼠为何导致如此截然不同的生活(或至少,寿命长度截然不同)背后的机制。对基本机制的研究可以在很大程度上确定我们身体的许多微小部分是如何结合在一起的,以及当出现问题时会发生什么,并可能能够在未来提供有关寿命和癌症发病率的信息。