原创:泽龄生物
2025年3月
在自然界,许多哺乳动物为应对食物短缺或恶劣环境,会进入一种特殊的能量节约状态——蛰眠(Torpor)或冬眠(Hibernation)。例如,小型哺乳动物如蝙蝠、松鼠在严寒或食物不足时常进入短期蛰眠。而北极熊冬季会通过冬眠渡过缺食季节。蛰眠可使动物新陈代谢和核心体温(Tb)显著下降,通常持续数小时至数天,苏醒时能够快速恢复。而冬眠则是更长周期的季节性行为,动物在冬季反复经历蛰眠与苏醒,苏醒过程更缓慢且能量消耗较高。
有趣的是,这两种状态不仅帮助动物渡过艰难时刻,也与寿命延长密切相关,然而其背后的抗老化机制却长期未解。
MIT重磅研究:人工诱导“蛰眠”可减缓老化
2025年3月,麻省理工学院(MIT)怀特黑德生物医学研究所Sinisa Hrvatin教授团队在《Nature Aging》发表了重要研究——“A torpor-like state in mice slows blood epigenetic aging and prolongs healthspan”。团队通过诱导小鼠进入一种可控的长时间“蛰眠样状态”(TLS),成功模拟了自然界的冬眠模式,首次揭示蛰眠样状态显著改善了与老化相关的临床指标,并以组织特异性的方式减缓了表观遗传老化。尤其令人惊讶的是,蛰眠样状态使小鼠血液的表观遗传老化速率降低了高达76%。
什么是蛰眠与冬眠?
在深入实验前,先简单了解蛰眠和冬眠:
蛰眠:短期(数小时到数天)的代谢抑制状态,通常由饥饿或低温触发,体温和代谢率显著下降,苏醒快速。
冬眠:长期(通常为整个冬季)的能量保存策略,动物在期间多次蛰眠、苏醒,维持免疫和细胞修复等基础功能,苏醒过程相对缓慢。
研究发现,这两种状态都能延缓老化。部分冬眠动物寿命甚至远超非冬眠同类,而且能在苏醒后维持良好的生理功能。科学界一直在探索,这种机制能否被人为激活,应用于延缓人类老化。
如何让小鼠“蛰眠”?
1)创新诱导:团队采用化学遗传学方法,精准激活小鼠大脑特定区域(下丘脑内侧-外侧前区,avMLPA)内的神经元。他们通过注射病毒(AAV-hM3Dq)和特定配体(CNO),使这些神经元在注射后可被特异性激活,进而控制小鼠核心体温显著下降,诱导出类似自然蛰眠的状态。
2)周期性诱导:为了更好模拟自然冬眠,研究者在3个月内反复施用CNO,周期性诱导小鼠进入TLS和苏醒过程,形成类似冬眠动物的代谢节律。
3)观察与分析:实验期间,团队持续监测小鼠体温、代谢、摄食、活动情况,并在3个月后对其血液、肝脏、肾脏、大脑皮层等多个组织的表观遗传年龄(基于DNA甲基化)进行评估。
蛰眠减缓老化、延长健康寿命
1)血液老化显著减缓
蛰眠小鼠的血液表观遗传老化速率降低了76%,是目前已知最显著的表观遗传老化减缓现象。更值得注意的是,即使停止蛰眠状态后,这种减缓效果在接下来的3个月内依然持续。
2)组织特异性效应
蛰眠状态对不同组织影响不一:肝脏的老化速度降低20%。而肾脏、大脑皮层的影响不显著。 提示蛰眠状态的抗老化作用可能集中于特定组织,尤其是血液和代谢相关器官。
3)健康寿命延长
虚弱指数(Frailty Index)评估表明,经过9个月周期性蛰眠状态诱导后,蛰眠状态组小鼠虚弱程度显著低于对照组,展现出更年轻的生理状态和更长的健康寿命。
体温下降才是“关键密码”
研究进一步排查了体温、代谢率和食物摄入等多个潜在机制。结果显示,体温降低是蛰眠状态减缓老化的决定性因素。
当研究者仅降低代谢率或减少食物摄入但不降低体温时,并未观察到相同的抗老化效应。相反,仅仅降低体温,就足以显著减缓血液的表观遗传老化。
这一发现与多项既往研究相呼应——低体温能减缓细胞代谢、降低氧化应激、减少DNA损伤,并可能通过改变表观遗传修饰,直接调控老化相关基因的表达。
人类抗老化的“冬眠开关”?
这项研究为抗老化研究打开了全新视角。首次在人类以外的哺乳动物中,明确验证了通过人工诱导蛰眠样状态,能有效减缓表观遗传老化,延缓虚弱、改善健康寿命。
未来,科学家可基于此探索:蛰眠状态对其他器官及系统的长期影响;蛰眠状态机制在其他物种中的保守性;蛰眠状态或体温调控相关的安全可控抗老化干预策略;如果能够开发出安全的体温调控药物或神经调控手段,或许能在人类中重现“冬眠”动物的抗老化奇迹。
总结
Hrvatin教授团队的发现,不仅为理解蛰眠和冬眠提供了新机制,更为人类延缓老化、延长健康寿命的研究提供了重要线索。也许不久的将来,“冬眠开关”将成为我们抗老化的有力工具。