延长寿命500%,增强生育能力,这一切的背后原来是它?
为什么太监很长寿?据统计,中国古代太监(如魏忠贤)的平均寿命是71岁,其中,中国最后一个太监孙耀庭更是活到了94岁,而当时中国古代人的平均寿命只有三十五岁。
太监长寿主要是阉割后不再产生雄激素,增强了免疫系统。从某种角度来说,太监是以牺牲繁殖能力为代价换取了寿命的延长(虽说不一定是自愿的)。
对于自然界的动物来说,也同样如此。大量繁殖和延长寿命不可兼得,往往只能选择其中一种来延续自己的种族。如果你选择了大量繁殖,那么就需要将大量的营养和资源投入到生育中,因而自己的身体所得到营养和资源比较匮乏,寿命往往不会太长,反过来也是如此。
但万事万物皆有例外,例如在蚁群中地位最高的蚁后,它不仅具有极强的生育能力,还拥有极长的寿命,实在是太气“蚁”了!那么蚁后中究竟蕴藏了什么秘密呢?
近日,纽约大学的科学家在顶级期刊《科学》上发表了他们的研究成果,为我们揭开了这一谜题。他们发现蚁后通过增强胰岛素信号通路中的MAPK通路来促进其繁殖,同时阻断了胰岛素信号通路中的AKT通路来延缓衰老,双管齐下,使得蚁后既能快速繁殖,又有较长的寿命。
研究人员选择了跳蚁作为研究对象,这种蚂蚁普遍寿命较短,工蚁的寿命仅仅只有7个月,蚁后的寿命通常有5年,研究起来非常方便。
更有趣的是,跳蚁选出蚁后的方式是“竞争上岗”,当上一任蚁后死亡后,普通工蚁会通过激烈的战斗来决出蚁后,“优胜者”成为蚁后之后,不仅能重新获得繁殖能力,寿命更是大幅延长,延长效果高达500%。等到蚁后被更强壮的工蚁取代后,它就又会变回工蚁,寿命也会缩短成7个月。
纽约大学的科学家对这一现象感到非常好奇。他们采取了工蚁转变成蚁后前后的不同组织,分析其基因表达的差异。结果发现工蚁“晋升”成蚁后之后,其大脑产生了更多的胰岛素。
胰岛素有助于将食物转化成为能量,大脑产生了更多的胰岛素是为了适应大量繁殖的需要,但问题来了,大量的胰岛素必然会导致衰老加速,为何寿命不减反增呢?
研究人员经过仔细探索后发现,蚁后脑中的胰岛素增加后,卵巢开始发育,不仅开始产卵,还产生了一种胰岛素抑制蛋白Imp-L2。这种蛋白并不会直接抑制胰岛素的分泌,而是抑制胰岛素下游的AKT通路,而这正是胰岛素加速衰老的关键部分。蚁后通过对胰岛素的精妙调节,成功实现了寿命超长和多子多孙的目的。
对于一般的抗衰老物质或者疗法来说,能将小鼠或者果蝇寿命延长10-20%已然是个不错的成绩,但在这项研究,仅调控胰岛素这一信号通路居然可使寿命延长500%,可谓是非常惊人。如果蚂蚁延寿的方法能够应用到人类身上,那么对人类社会产生的巨大价值将不可估量。
参考文献:
[1] Hua Yan et al., (2022) Insulin signaling in the long-lived reproductive caste of ants. Science Doi: 10.1126/science.abm8767