运动、饮食等生活方式对衰老的影响

运动、饮食等生活方式对衰老的影响

赵玉琪

赵玉琪（天津体育学院天津301617）

摘要：已经表明行为和生活方式因素与许多与健康相关的结果有关，但仍需要研究它们与分子老化率之间的关系。除了饮食之外，其他行为如适度饮酒，体力活动增加和教育程度提高都与降低发病率和死亡率风险有关。然而，尽管有强有力的证据将生活方式因素与健康结果联系起来，但这些因素是否直接影响分子水平的衰老尚不清楚。在以前的工作中，白细胞端粒长度（LTL）已被用于研究生活方式因素对血液复制性老化的影响。来自一项横断面研究报告称，LTL与BMI，腰围和总脂肪，多不饱和脂肪酸和纤维的膳食摄入有关。在体力活动更强的个体中，LTL的发现时间也较长，而且那些教育水平较高的个体也更长。调查生活方式和衰老之间的动态关系的另一个有前途的措施是被称为“表观遗传钟”的分子生物标志物。对分子生物标志甲基化的研究有助于理解环境和衰老过程之间的关系，特别是衰老相关的衰退，这些位点可能代表衰老过程速率的潜在进化保守生物标志物。

关键词：饮食，运动，疾病

中图分类号：G652.2文献标识码：A文章编号：ISSN1672-6715（2018）08-164-01

目前已经证明一些行为生活方式因素与健康有关，包括饮食，体力活动，适度饮酒和教育程度。饮食是一种具有缓解慢性疾病风险潜力的行为。此外，各种饮食成分都会影响中间危险因素和年龄相关疾病结局的患病率。因此，人们致力于寻找最健康的饮食方式达成日益共识。这些膳食因素包括全谷物和膳食纤维，鱼类以及水果和蔬菜等，所有这些都可能参与减少全身范围内的炎症。此外，代谢健康已被确定为饮食影响健康和疾病的主要机制之一。诸如胰岛素抵抗，高胆固醇血症，高血压，高甘油三酯血症和全身性炎症等疾病可受到不良饮食习惯影响，进而影响一个人患动脉粥样硬化，糖尿病和中风的风险[1]。

已有研究表明，时间年龄对DNA甲基化水平有深远的影响。因此，已经提出了几种高度精确的年龄年龄的表观遗传生物标志物。这些生物标志物使用特定CpG位点甲基化水平的加权平均值来产生年龄（单位为年）的估计值，称为“DNA甲基化年龄”（DNAm年龄）或“表观遗传年龄”。最近的研究支持这样的观点，即这些措施至少是生物学年龄的被动生物标志物。例如，已发现血液的表观遗传年龄可以预测全因死亡率，脆弱，肺癌，认知和身体功能。

此外，核糖体RNA基因（rDNA）的转录受到表观遗传调控，因为它被其启动子区域内CpG二核苷酸的甲基化所废除。在人类中，尚未未发现CpG位点甲基化与年龄之间始终存在显着相关性。此外，分析的CpG位点之一的甲基化水平与9年随访研究中测量的认知表现和生存机会均呈负相关。我们一直在复制样本中确认这样的结果。在大鼠中，对组织中同源区的分析显示老年大鼠甲基化增加。在人类和大鼠中的rRNA表达数据与观察到的甲基化模式一致，在高度甲基化的样品中具有较低的rRNA表达。由于某一特定菌株的老鼠的年代和生物学年龄可能比人类更接近彼此，这些结果似乎提供了第一个证据，表明随着年龄的下降，rDNA的表观遗传修饰随时间而改变。因此，rDNA的甲基化谱可能代表了衰老的潜在生物标志物[2]。

rRNA基因在所有组织中表达，并且在发育和分化过程中受到各种因素的严格调节，包括属于JNK2-MAPK-mTOR，MYC，PKC，p53和RAS/ERK途径的那些因子。此外，支持生长和增殖的条件，包括营养素，生长因子，葡萄糖剥夺和ATP水平，主要通过调节TIF-IA因子的活性来改变rDNA转录。此外，一些证据表明rDNA表达在生理和病理条件下均受到表观遗传调控。小鼠和人类rDNA启动子在核心启动子和UCE中显示出不同的CpG密度。活性rRNA基因的启动子缺乏CpG甲基化并且与乙酰化组蛋白相关，而对于沉默基因已经观察到相反。具体而言，DNA甲基转移酶1（DNMT1）控制rDNA转录，并在维持核仁结构中发挥作用。在培养的小鼠细胞中，已经观察到rRNA合成受到位于UCE内-133位的单个CpG二核苷酸的甲基化的调节，其抑制RNA聚合酶I转录因子UBF（上游结合因子）进入上游对照从而消除rDNA转录。在人类中，据报道在转录活性rDNA启动子内缺乏甲基化，而这种表观遗传修饰似乎是转录非活性部分的一个标志。尽管观察到的低甲基化与rRNA过表达无关，但在人肝细胞癌样品中观察到rDNA启动子的显着低甲基化，在快速增殖的肿瘤以及前列腺癌细胞系中具有一致的高水平rRNA合成[3]。

在老化的表观遗传学领域，老龄不同老鼠的几个组织以及雄性大鼠的精子和肝脏的18S和28S核糖体RNA基因的50个末端出现与年龄相关的DNA甲基化增加。此外，来自正常供体和Werner综合征患者的人类成纤维细胞的体外衰老伴随着RNA重复的高甲基化水平。相反，对年轻和老年鼠造血干细胞（HSCs）进行的一项研究表明，rRNA基因的低甲基化导致其转录增加[4]。

尽管如此，大鼠中大多数CpG位点甲基化水平的逐渐增加的年龄相关性增加与人类与生物老化有关的CpG_5甲基化水平的增加相似。特定CpG位点的甲基化改变如何在功能上降低表征老化过程的功能，如果功能位点的表观遗传修饰可能会阻碍核糖体生物合成，这可能会大大减少细胞蛋白质合成，最终导致终生发生的多系统缺陷。因此，rDNA启动子甲基化和衰老过程之间似乎存在相互依赖关系，特别是衰老相关的衰退，这些位点可能代表衰老过程速率的潜在进化保守生物标志物。

参考文献

[1]GuJ,WangX.Newfutureofcellbiologyandtoxicology:thinkingdeeper[J].CellBiolToxicol.2016,32:1–3.

[2]KangSJ,LeeHM,ParkYI,etal.chemicallyinducedhepatotoxicityinhumanstemcell-inducedhepatocytescomparedwithprimaryhepatocytesandHepG2[J].CellBiolToxicol.2016,32:403–17.

[3]BaoL,DiaoH,DongN,etal.Histonedeacetylaseinhibitorinducescellapoptosisandcyclearrestinlungcancercellsviamitochondrialinjuryandp53up-acetylation[J].CellBiolToxicol.2016,32:469–82.

[4]ThomasPD,KahnM.Kat3coactivatorsinsomaticstemcellsandcancerstemcells:biologicalroles,evolution,andpharmacologicmanipulation[J].CellBiolToxicol.2016,32:61–81.