Все стареют, хотя и не все стареют одинаково. Для многих людей пожилой возраст включает в себя ухудшение здоровья, вызванное возрастными заболеваниями. Тем не менее, есть люди, которые сохраняют более молодую энергию, и во всем мире женщины обычно живут дольше мужчин. Почему это? В этом эпизоде Стивен Строгац разговаривает с Джудит Кампизи и Дена Дубаль, два биомедицинских исследователя, которые изучают причины и результаты старения, чтобы понять, как это работает, и что ученые знают о том, как отсрочить или даже обратить вспять процесс старения.
Послушай Подкасты Apple, Spotify, Подкасты Google, Брошюровщик, TuneIn или ваше любимое приложение для подкастинга, или вы можете транслировать его из Quanta.
Запись
Стивен Строгац (00:03): Я Стив Строгац, а это Радость почему подкаст из Quanta Magazine это приведет вас к некоторым из самых больших оставшихся без ответа вопросов в науке и математике сегодня. В этом выпуске мы поговорим о старении. Почему именно мы стареем? Что происходит на клеточном уровне, когда наши тела стареют?
(00:22) Ученые все еще ищут ответы на многие вопросы, но были достигнуты некоторые важные успехи в понимании отличительных изменений, которые мы называем старением. Когда-нибудь этот прогресс может не только помочь нам жить дольше, но и жить лучше. В конце концов, прожить много лет не так уж и выгодно, если это означает страдание от таких болезней, как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона. Мы спросим, какую роль играют наши гены в старении? И почему женщины в среднем живут дольше мужчин? А также, какие исследования показывают, как мы можем замедлить процесс старения?
(01:00) Позже в этом эпизоде мы поговорим с доктором Деной Дубал, доцентом кафедры неврологии Института неврологии Вейля Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Но сначала ко мне присоединяется доктор Джудит Кампизи, биохимик и клеточный биолог, профессор Института исследований старения Бака. Ее лаборатория специализируется на клеточном старении, концепции, которую мы раскроем очень скоро. Она является соредактором журнала старение журнал. Джуди, большое спасибо, что присоединились к нам сегодня.
Джудит Кампизи (01:34): С удовольствием.
Строгац (01:35): Я очень рад поговорить с вами об этом. Ну, конечно, все мы стареем, и все это чувствуем. Однако это вызывает так много вопросов, например, почему это происходит? Это что-то, что природа делает намеренно? Может, наши тела изнашиваются, как старая машина? Или как мы должны думать об этом?
Кампизи (01:54): Думаю, мы должны думать об этом в контексте эволюции. Если вы думаете о людях, о продолжительности нашей жизни, в ходе нашей эволюции старения никогда не было. Не было ни болезни Паркинсона, ни болезни Альцгеймера, ни рака. Все умирали к 40 или 45 годам. Таким образом, эволюция создала способы сохранения здоровья молодых, способных к размножению организмов всего на несколько десятилетий, а не на большее количество десятилетий, которые мы переживаем.
(02:35) Итак, многие процессы, происходящие во время старения, на самом деле происходят в результате снижения силы естественного отбора. То есть не было естественного отбора по этим заболеваниям. Процесс, который мы изучаем, клеточное старение, теперь ясно — и, конечно, на моделях мышей — что этот процесс, клеточный процесс, вызывает большое количество возрастных заболеваний, от дегенерации желтого пятна до болезни Паркинсона, сердечно-сосудистых заболеваний и даже рак позднего возраста, но он эволюционировал, чтобы защитить молодые организмы от рака.
(03:19) Так что мы точно не хотим прекращать это, когда мы молоды. Это также помогает точно настроить определенные структуры во время эмбриогенеза. И это инициирует роды у женщин в плаценте. Так что это те вещи, которые выбирает эволюция. И именно поэтому мы должны быть осторожны в том, как мы вмешиваемся. И это верно почти для всего, что происходит с возрастом. Эволюция не пыталась сделать нас старыми. Эволюция пыталась сделать нас молодыми и здоровыми. И иногда за это приходилось платить.
Строгац (03:56): На самом деле, это захватывающая перспектива, что вещи, которые полезны для нас, когда мы молоды и которые были выбраны эволюцией, могут иметь это непреднамеренное последствие. Что, поскольку мы смогли увеличить продолжительность жизни — я полагаю, с помощью лучшей диеты или лекарств, всевозможных вещей — теперь то, что раньше помогало нам, может навредить нам.
Кампизи (04:15): Да, эта идея, что то, что хорошо для тебя в молодости, может быть плохо для тебя в старости. Он был предложен в 1950-х годах парнем по имени Джордж Уильямс, биолог-эволюционист по имени Джордж Уильямс. Вы знаете, в то время не было молекулярных данных. Геномы не были секвенированы. Он указал, что эволюции никогда не приходилось настраивать простату. Если у вас плохая простата, у вас не будет хороших детей. У тебя не рождаются хорошие дети. С другой стороны, почти неизбежно с возрастом, скажем, старше 50 лет или около того, предстательная железа начинает увеличиваться и, конечно же, возникает вероятность развития рака. Однако этого не происходило на протяжении большей части нашей эволюционной истории.
Строгац (05:02): Вау. Итак, давайте перейдем к клеткам, потому что это — настолько богатое и прекрасное то, что вы, ваши студенты и коллеги открыли на клеточном уровне. Итак, не могли бы вы определить, что означает старение клетки?
Кампизи (05:17): Это состояние, в которое входит клетка, в котором она принимает три новых черты. Один из них — он почти навсегда, почти навсегда отказывается от способности делиться. Он будет склонен сопротивляться смерти. И самое главное, он имеет тенденцию выделять много молекул, которые могут воздействовать на соседние клетки, а также в кровообращении. Было изучено не так много клеток, когда они стареют. И почти все остальное, что мы знаем о старении, постепенно меняется по мере того, как мы узнаем все больше и больше о разных типах клеток и о разных способах старения клеток.
(06:00) Ладно, перестали делиться. И это имеет смысл, что это предотвратит рак. Другое дело, что они становятся относительно устойчивыми к гибели клеток. То есть они прилипают. И это могло бы объяснить, почему они увеличиваются с возрастом, и они увеличиваются. Сейчас многие люди заглянули во многие, многие ткани позвоночных. И только кажется, что чем старше ткань, тем больше в ней стареющих клеток.
(06:29) Предупреждение к этому утверждению в том, что их все еще очень мало, даже в очень старых и очень больных тканях. Максимум несколько процентов. Так почему же люди думают, что это как-то связано со старением? Это связано с третьей вещью, которая происходит, когда клетки стареют: они начинают выделять большое количество молекул, обладающих биологической активностью вне клетки. И это означает, что эти стареющие клетки могут вызвать иммунные клетки в место, где они находятся, что может привести к тому, что соседние клетки перестанут функционировать. И это в основном вызывает ситуацию, которую классически называют хроническим воспалением. Вы знаете, и, конечно же, хроническое воспаление также является большим риском развития возрастного рака. Не столько детский рак, сколько возрастной рак.
Строгац (07:26): Итак, некоторое небольшое подмножество клеток, которые перестали делиться, долго зависают, не умирают, и все же выделяют молекулы, которые вызывают иммунные клетки или другие части иммунной системы. И что — я имею в виду, они сигнализируют «иди и убей меня»? Или что происходит? Зачем они, для чего они секретят?
Кампизи (07:50): Да, значит, они выделяют большое количество молекул. Так что некоторые из них являются факторами роста. Некоторое время назад мы сообщали, что, по крайней мере, у мыши, если вы сделаете рану, например кожную рану — просто небольшую биопсию на спине мыши — на месте этой раны в течение нескольких секунд образуются стареющие клетки. дней, и они выделяют факторы роста, которые помогают заживлению раны.
(08:17) Вот почему эволюция выбрала этот фенотип. Не все так плохо. С другой стороны, если у вас поблизости есть предраковая клетка, и эти факторы роста сейчас секретируются, и эта раковая клетка их видит, вполне возможно, что эта раковая клетка проснется и начнет формировать опухоль. Итак, опять же, хорошо для вас, когда вы молоды, плохо для вас, когда вы стары.
Строгац (08:44): Что ж, позвольте мне задать несколько основных вопросов, пока мы говорим о стареющих клетках, потому что я думаю, что есть некоторые вещи, которые меня интересуют. Например, должен ли я думать о них как о клетках любого другого типа, и что-то поставило их на путь старения? Или мы рождаемся с ними? Или что, как правильно думать об этом?
Кампизи (09:04): Я думаю, сейчас мы начинаем понимать, что все стареющие клетки не равны. И тогда возникает вопрос, почему то, что начинается как обычная ячейка — так что вы правы, вы начинаете с обычной клетки. Что заставило бы его войти в это странное состояние, когда он не делится? И у него есть все эти молекулы, которые он должен производить и выделять. И ответ в том, виды стресса, которые мы склонны связывать как с раком, так и со старением. Так, например, все, что повреждает геном или даже повреждает то, что мы сейчас называем эпигеномом. То, как гены организованы в ядре, все, что повреждает, может привести клетку в старческое состояние.
(09:51) С другой стороны, есть стрессы, о которых мы обычно не думаем — они, конечно, не связаны с раком. Но такие вещи, как конечные продукты гликирования, химические реакции, которые происходят, когда уровень глюкозы слишком высок. И поэтому это большая проблема для людей, страдающих диабетом или преддиабетическими состояниями. Итак, эти химические вещества также могут вызывать старение клетки. Так что правильнее называть это реакцией на стресс, за исключением того, что не все стрессы приводят к старению.
Строгац (10:30): Давайте, если сможем, поговорим об экспериментах на мышах, которые вы и ваша группа провели — действительно новаторских экспериментах, в которых вы использовали метод молекулярной биологии трансгенных мышей. Может быть, сначала вы должны рассказать нам, что это такое, а затем как вы используете их в качестве своего рода испытательного стенда для «Как избавиться от плохих стареющих клеток».
Кампизи (10:49): Сейчас в биологии довольно просто и просто вставить ДНК в геном мыши, а затем сделать так, чтобы эта мышь превратилась в полноценную взрослую мышь, а эта взрослая мышь произвела потомство. И поэтому мышка, которую мы сделали, это транс. Итак, это называется трансгеном, трансгенная мышь, которую мы создали, несла часть ДНК, в которой образовался чужеродный белок, когда клетки стареют. И этот чужеродный белок состоял из трех частей. Молекула, которую мы называем люминесцентной, то есть мы можем изобразить клетки живого животного. У него был флуоресцентный белок, а это означало, что мы могли сортировать стареющие клетки из тканей этой мыши. Но самое главное, у него был ген-убийца, ген, который обычно был бы абсолютно безобидным. Но если вы дадите лекарство, которое также очень безвредно, это лекарство и присутствие этого чужеродного гена вызовут гибель стареющих клеток.
(12:01) Итак, мы сделали эту мышь довольно давно. И мы поделились ею с десятками и десятками академических лабораторий, изучающих различные болезни старения: болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, сердечно-сосудистые заболевания, возрастной рак, остеопороз, остеоартрит и так далее. И результаты просто поразительны.
(12:27) Если устранить сенесцентные клетки, то можно сделать с возрастной патологией одно из трех: либо сделать ее менее тяжелой, либо отсрочить ее начало, либо — и это, конечно, самое главное. тот, который мы все любим — в некоторых случаях вы даже можете обратить эту патологию вспять.
Строгац (12:49): Ого.
Кампизи: Я знаю. Пока это верно для остеоартрита. И теперь это как бы дало пищу идее о разработке лекарств, которые могут делать то же, что и наши трансгены. Для любого взрослого уже слишком поздно получать свои трансгены. Но если у вас есть нерожденный ребенок, это может быть возможно.
Строгац (13:09): О, я понимаю, к чему ты клонишь. Я имею в виду, это, конечно, большая банка червей для нас, не так ли, если подумать, вы знаете...
Кампизи (13:15): Я знаю, это слишком политично. Это уже сделано.
Строгац (13:17): О, правда?
Кампизи (13:19): Что ж, дело сделано. Это сделано в Китае. Верно?
Строгац (13:22): Вы говорите, что зародыши — или до зародышей —
Кампизи (13:25): Верно. Был спроектирован. Ага. Я не знаю парня, который это сделал, китайский парень, который сделал это, был осужден сообществом, потому что там не было достаточного контроля. Никакого надзора, и так далее, и тому подобное. Но это возможно. Нет никакой интеллектуальной причины, почему мы не можем создать трансгенных людей. И я предполагаю, что это не только Китай.
Строгац (13:45): Хорошо, с точки зрения того, что на самом деле было — мы знаем, что вы сделали — вы и другие люди делали трансгенных мышей, если я — просто убедитесь, что я понял это. Вы сказали, что трансген состоит из трех частей, две из которых, похоже, предназначены для обнаружения. Итак, есть люминесцентная и флуоресцентная часть. Но убийственная часть — это часть, которая играет роль — в будущем — лекарств, я полагаю, которые могли бы убивать плохие сенесцентные клетки. У вас был этот генетический механизм —
Кампизи (13:46): Совершенно верно. Таким образом, лекарство, которое мы используем для уничтожения стареющих клеток у мышей, не будет работать на людях, потому что люди не трансгенны. Но теперь идея заключалась в том, чтобы разработать новые лекарства. И они разрабатываются. Там уже есть некоторые из них, которые используются на мышах, и даже несколько на ранних стадиях клинических испытаний на людях с идеей, что они будут имитировать то, что наш трансген может делать в присутствии этого в остальном безвредного лекарства.
Строгац (14:13): Итак, кульминация здесь в том, что если это действительно произойдет, это дает нам надежду, как вы сказали, на отсрочку, улучшение или, в некоторых случаях, может быть, — опять же, мы мечтаем, но как будто есть наука стоит за этим — или, возможно, обращает вспять некоторые из этих многих возрастных заболеваний. Только то, о чем вы нам рассказали. Да. Ух ты.
Кампизи (15:01): Ты умрешь на теннисном корте в 110. Но ты будешь побеждать.
Строгац (15:06): Большое спасибо, Джуди. Это был просто восхитительный разговор, с удовольствием.
Диктор (15:14): Исследуйте больше научных тайн в Quanta Magazine книга Алиса и Боб встречают огненный шар, опубликованном MIT Press. Доступно сейчас на Amazon.com, Barnesandnoble.com или ваш местный книжный магазин. Также обязательно расскажите друзьям о Радость почему подкаст и дайте нам положительный отзыв или следите за тем, где вы слушаете. Это помогает людям найти этот подкаст.
Строгац (15:39): Почему мы стареем и что происходит с нашим телом по мере старения — две самые большие загадки старения. Еще одна загадка связана с половыми различиями. Женщины, как правило, живут дольше мужчин. Часто говорят, что они живут на три-пять лет дольше. Но действительно, если вы посмотрите на мировую статистику, то увидите, что в некоторых местах женщины живут более чем на 10 лет дольше. Так что же такого в том, чтобы быть женщиной, что делает женщин более устойчивыми? Тело 70-летней женщины может быть биологически моложе своих 70 лет по сравнению с телом 70-летнего мужчины. Исследователи старения говорят, что эпигенетические часы у каждого человека идут по-разному.
(16:19) Если мы сможем понять, почему женский мозг также стареет не так, как мужской, мы сможем разработать методы лечения, которые помогут всем. Изучение этого вопроса приводит нас к белкам, половым хромосомам и гормонам. Цель состоит в том, чтобы понять все это лучше. Можно ли как-то замедлить процесс старения?
Момо (16:39): Сейчас ко мне присоединяется доктор Дена Дубал, чтобы обсудить все это. Она адъюнкт-профессор неврологии Калифорнийского университета, Институт неврологии Вейля в Сан-Франциско. Ее лаборатория изучает женское долголетие и старение мозга. Что делает его устойчивым к снижению когнитивных функций? Д-р Дюбал также является исследователем в коллаборации Саймонса. Пластичность и старение мозга. Дена, большое спасибо, что присоединились к нам сегодня.
Дена Дубаль (17:06): С удовольствием. Спасибо за приглашение.
Строгац (17:08): Ну, я действительно взволнован этим. Знаешь, я думаю в своей семье о том, какими умными были некоторые женщины даже в свои 90 лет. У меня недавно была тетя, которая только что скончалась, не дожив до своего 100-летия. Она курила всю свою жизнь. Но она была резкой. И я не знаю, как она смогла прожить так долго. Все мужчины ушли, мужья все умерли.
Дубаль (17:32): Да, я заметил нечто подобное в своей семье, когда был очень молод, а именно то, что женщины живут дольше мужчин. И каждое лето, пока я рос, родители возили меня обратно в Индию, страну их происхождения. Это иммигранты из Индии. И мы проводили время в очень маленькой деревне в западном Гуджарате. И было действительно примечательно, что пожилые люди были в основном женщинами. А у меня была прабабушка, которую звали Румба, просто замечательная женщина, не образованная, но очень умная. И дожила почти до 90 лет. А ее муж, мой прадедушка, несмотря на то, что был крепким, высоким, красивым и к тому же очень умным, умер в начале 40-х годов. Таким образом, ее продолжительность жизни была почти вдвое больше, чем у него. И это было видно всей моей большой семье, что женщины живут дольше, чем мужчины, и я всегда задавался вопросом, почему это так.
Строгац (18:41): Я имею в виду, я уверен, что многие из наших слушателей думают так же. Это довольно банальный опыт, что женщины переживают мужчин. Конечно, это не универсально. Есть исключения по разного рода причинам, но, но это просто удивительная общая тенденция.
Дубаль (18:55): Таким образом, в каждом обществе, которое регистрирует смертность по всему миру, женщины живут дольше, чем мужчины. От Сьерра-Леоне, где продолжительность жизни ниже, до Японии и Швеции, где продолжительность жизни намного выше. Но вот действительно интересная информация: если мы посмотрим на историю многих стран и обществ, во времена крайней смертности, такие как голод и эпидемии, девочки будут жить дольше, чем мальчики, а женщины будут жить дольше, чем мужчины.
(19:34) И это, это действительно наводит на мысль о том, что существует биологическая основа женского долголетия, потому что даже в условиях очень высокого и равного стресса в среде с очень высокой смертностью девочки живут дольше, чем мальчики и женщины. переживают мужчин. Есть некоторые очень, очень печальные и действительно замечательные времена, которые демонстрируют это, включая ирландский голод и многие, многие другие примеры в нашей мировой истории.
Строгац (20:04): Это действительно увлекательно — думать, что это как-то настолько естественно, что есть что-то — вы знаете, вы упомянули культурные аспекты, но кажется, что есть что-то чисто биологическое. И мне интересно, сможем ли мы вникнуть в это. Я имею в виду, происходит ли что-то в самом организме, что может объяснить эти различия?
Дубаль (20:26): Основных причин может быть, я бы сказал, четыре. Если мы подумаем об этом, биологически, почему могут быть половые различия и человеческое долголетие. Один из них связан с половыми хромосомами, нашей генетикой, нашим генетическим кодом и каждой отдельной клеткой нашего тела. И это то, что самки млекопитающих и, конечно же, самки млекопитающих человека имеют две Х-хромосомы в каждой клетке. Одна из них инактивируется в процессе развития, но есть две Х-хромосомы, и это набор половых хромосом женщин и девочек. Напротив, мальчики и мужчины имеют один X и один Y.
(21:12) Итак, здесь уже с самого начала есть очень четкая и поразительная разница в нашей генетике. Итак, при этой разнице, и XX у самок по сравнению с XY у самцов, возникает там по биологическим причинам, по половым различиям в продолжительности жизни. Во-первых, у мужчин присутствует Y-хромосома. И считается, хотя и не доказано экспериментально, что наличие Y-хромосомы может иметь токсические или вредные последствия.
Строгац (21:48): Ого, какая идея. Ну почему живые существа вообще стареют? Почему бы нам не жить вечно? Что вызывает старение в первую очередь?
Дубаль (21:56): Это очень простой, но философский вопрос. Я бы сказал, что старение — это то, что происходит с течением времени в биологии клеток. Происходит изменение биологических функций, что приводит к дисфункции и уязвимости к заболеваниям. Одной из основных причин является генетическая нестабильность. Так что со временем наш генетический код становится более нестабильным. Произойдут некоторые мутации. Части наших генов как бы прыгают — они называются транспозонами — и нарушают другие части нашего генетического кода. Происходят изменения — эпигенетические, то есть поверх наших генов, — которые в конечном итоге меняют способ самовыражения наших клеток. И это становится нерегулируемым и более дисфункциональным с течением времени по мере старения.
Строгац (22:54): Хорошо, ну вот, история о том, почему мы тогда стареем, по-видимому, очень многогранна.
Дубаль (23:01): Да, да, и потеря того, что мы называем гомеостазом. Но на самом деле то, что это такое, — это домашнее хозяйство белков. Как они переворачиваются, как модифицируются, как складываются, что делают с белками в наших клетках. И содержание этих белков снижается с возрастом. И тогда возникает это накопление мусора, похожего на беспорядок, который действительно блокирует клеточные процессы и также способствует старению. Митохондрии являются электростанциями наших клеток, и с возрастом у них больше дисфункций.
(23:40) Это возвращает нас к другой возможной биологической причине женского долголетия, это возвращает меня к тому, что называется «материнским проклятием». Так что все митохондрии во всех твоих клетках, Стив, и во всех моих, унаследованы от наших матерей. Таким образом, в процессе клеточного деления и создания зиготы матери передают свои митохондрии, а не отцы. И вот это становится действительно важным, потому что митохондрии могут эволюционировать только в женском организме. Самцы никогда не передают свои митохондрии.
(24:24) Итак, в конце концов, это предсказывает, что митохондриальная функция более приспособлена к женской физиологии по сравнению с мужской физиологией. И это может иметь значение при старении, когда что-то начинает идти наперекосяк. Женские клетки могут быть более подходящими, потому что их митохондрии более эволюционировали в женские клетки по сравнению с мужскими клетками. Для мужчин это было бы материнским проклятием.
Строгац (24:50): А потом материнское благословение для женщин, может быть. Интересно. Вот это интересная штука. Ух ты. Так что это дает мне очень хорошее общее представление о том, что происходит. Тем не менее, жить дольше — это лишь один из аспектов того, что мы будем здесь обсуждать. Есть также проблема жить лучше, не так ли? С точки зрения «нет» — в случае людей, не испытывающих снижения когнитивных функций, как у нас, — или уменьшения того, что мы все связываем со старением.
Дубаль (25:18): Ага. Итак, продолжительность жизни — это одно, верно? Как, сколько живет человек? И прямо сейчас самый старый зарегистрированный человек в истории дожил примерно до 122 лет. Но тогда продолжительность здоровья на самом деле является мерой того, сколько здоровых лет жизни составляет один человек. Это то, к чему мы на самом деле стремимся, — это действительно хорошее здоровье, когда мы не страдаем от рака, сердечно-сосудистых заболеваний, нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, снижения когнитивных функций и многого другого, что происходит с возрастом.
(25:58) Таким образом, с очень хорошим здоровьем человек живет здоровой жизнью без этих хронических изнурительных состояний, скажем, до 100 лет, а затем он мирно умирает во сне, скажем, от пневмонии. Но это запас здоровья. Это действительно жизнь, прожитая без болезней. И знаете, причина, по которой нас так интересует продолжительность жизни, заключается в том, что вещи, которые помогают нам жить дольше, как правило, помогают нам жить лучше.
(26:32) Итак, если мы сможем понять молекулы, которые работают вместе, чтобы способствовать долголетию, мы сможем собрать эти молекулы, чтобы помочь бороться с болезнями. И именно поэтому нас так интересует: «Вау, почему женщины живут дольше мужчин?» Существует ли какая-то биология старения, которую можно открыть, изучить и затем использовать для улучшения здоровья мужчин и женщин?
Строгац (27:02): Что ж, тогда давайте приступим к этому. Я имею в виду, я полагаю, наш здравый смысл подскажет, что это должно быть связано с половыми гормонами. Что мы связываем тестостерон с мужчинами, эстроген с женщинами. Это секрет эстрогена, что он как-то защищает? Или давайте, давайте начнем с этого. Это, это история с эстрогеном?
Дубаль (27:24): Да, это золотой вопрос. Это подводит меня к четвертой биологической причине половых различий в продолжительности жизни. Во-первых, может ли присутствие Y увеличивать смертность? Продлевает ли продолжительность жизни лишний X у самок? Это материнское проклятие митохондриального наследования только от матерей действует против самцов? И в-четвертых, как насчет половых гормонов? Может быть, тестостерон сокращает продолжительность жизни у мужчин, а эстроген увеличивает ее у женщин?
(27:58) Я думаю, что это действительно важная возможность, учитывая половые различия в биологии и продолжительности жизни. И у нас есть несколько очень интересных подсказок из естественных экспериментов с людьми и экспериментов на животных.
(28:16) Есть некоторые подтверждения того, что удаление тестостерона продлевает жизнь. У корейской династии Чосон было население корейских евнухов, которые были кастрированы. Они были полезными и уважаемыми членами династии и императорского двора. И они прожили очень долгую жизнь, значительно дольше, чем люди того же социально-экономического статуса, жившие в то же время, — в среднем на 15 лет дольше.
Строгац (28:49): Это потрясающе.
Дубаль (28:51): Верно?
Строгац (28:52): Вау!
Дубаль (28:52): Это говорит о том, что снижение уровня тестостерона продлевает жизнь. И мы это видим на самом деле. Были исследования на животных, в которых кастрировали овец, и они жили дольше, чем те, которые не были кастрированы. И несколько очень надежных исследований на собаках. Конечно, мы стерилизуем наших собак, и кастрированные кобели будут жить дольше, чем некастрированные кобели.
(29:16): Но, Стив, я должен сказать тебе, что этот вопрос, который ты задал, мучил меня много-много лет. Могут ли это быть гормоны, которые способствуют женскому долголетию? Это эстроген или половые хромосомы способствуют долголетию? И к этому моменту мы провели действительно изящный эксперимент, чтобы иметь возможность проанализировать эти две причины, и я хотел бы объяснить это, если сейчас подходящее время.
Строгац (29:42): Это прекрасно и, и мне нравится, что вы описываете это как аккуратное, потому что я читал — читал об этом, чтобы подготовиться к нашему разговору. Я думал, что это было так элегантно и — знаете, это похоже на первобытную науку. Это научный метод, чтобы задать этот каверзный вопрос и найти способ получить хорошее приближение к ответу на него.
Дубаль (30:04): Это был действительно захватывающий эксперимент. И неважно, каковы будут результаты, мы должны были следовать науке, и наука что-то нам скажет о причине половых различий в продолжительности жизни.
(30:18) Итак, чтобы иметь возможность проанализировать, было ли женское долголетие обусловлено гормонами или половыми хромосомами, мы использовали действительно элегантную, как вы сказали, животную модель, называемую моделью FCG, «четыре основных генотипа». модель. И в этих мышах есть генная манипуляция, генная инженерия. И это на Y-хромосоме, вот это SRY, или фактором, определяющим яички, есть ген, который вызывает мужскую дифференциацию и выработку яичек и тестостерона.
(30:58) Итак, в этой модели SRY удаляется из Y-хромосомы и добавляется к любым другим аутосомам, неполовым хромосомам. И это позволяет наследовать определяющий тестикулярный фактор, SRY, наследование его самцами XY или самками XX. Так что, в конце концов, эта генная инженерия позволяет создавать мышей четырех полов: мышей XX с яичниками, то есть типичным женским биологическим генотипом и фенотипом. Мыши XX, которые развились как самцы с семенниками. И это опять же потому, что они унаследовали тестикулярный детерминирующий фактор SRY и они дифференцировались как самцы, и их нельзя отличить от других самцов мышей, кроме того, что они XX. Итак, у них есть яички, у них мужское репродуктивное поведение, они эякулируют. Они дерутся в своих клетках. Это самцы мышей, только ХХ.
Строгац (32:10): Хм. Так что я понял. Я хочу убедиться, что все слушающие поняли это, потому что это настолько невероятный способ делать вещи, которые вы можете сделать. Я имею в виду, грубо говоря, я думаю, что это примерно так, - фенотипически они внешне выглядят как самцы, а внутри, с точки зрения их хромосом, они похожи на самок.
Дубаль (32:29): Верно. Вот так. И затем мы делаем то же самое с самцами, производя самцов XY, у которых отсутствует фактор, определяющий семенники, и которые по умолчанию развиваются как самки, то есть они неотличимы от других самок мышей. У них есть яичники, у них есть матка, у них цикл, у них женское репродуктивное поведение, это самки мышей, за исключением того, что их генетика XY. И затем у нас есть типичный самец, то есть самец XY, у которого развился мужской фенотип.
(33:08) Таким образом, эта модель дает четыре половых генотипа с самцами и самками, XX и XY, которые развились либо с яичниками, либо с семенниками. И это позволяет нам реально отслеживать, какие мыши будут жить дольше. У мышей есть яичники независимо от того, XX или XY? Или это мыши XX, имеющие женскую генетику, независимо от того, выросли ли они с яичниками или семенниками?
Строгац (33:37): Прежде чем ты откроешь ответ? Позвольте мне задать вопрос по-другому, потому что я хочу, чтобы каждый обдумал этот вопрос в своей голове и угадал, каков ответ. Итак, вопрос в том, что вы создали эту штуку, которую немного трудно осознать, но я думаю, что у нас это получилось. Эти четыре пола, традиционный мужчина, традиционная женщина, мужчина генетически, но я не знаю, какой из них вы называете мужчиной. Вы называете — вы называете, вы называете мужчину чем-то, что является XY, верно?
Дубаль (34:07): Да. Но это, это дело вкуса и стиля.
Строгац (34:11): Хорошо, но это организм XY, но с яичниками, да. Или у вас может быть организм с буквой X. Это не орган. Это мышь с ХХ, но с семенниками.
Дубаль (34:24): Это судоку. Как будто это научная судоку.
Строгац (34:30): Отлично.
Дубаль (34:30): Да, у нас на самом деле не было конкретной гипотезы, мы собирались следовать науке. И мы очень четко обнаружили, что мыши с двумя X-хромосомами жили дольше, чем мыши с XY. Таким образом, мыши XX, несмотря на то, что они выросли с яичниками и имели много эстрогена, или независимо от наличия яичек и большого количества тестостерона, именно мыши XX жили дольше по сравнению с XY. Так что это был решающий генетический эксперимент, который действительно впервые показал нам, что половые хромосомы способствуют долголетию самок.
(35:14) Эксперимент научил нас еще большему. Мыши, которые жили дольше всех групп, или мыши, у которых яичники сочетались с XX хромосомами, прожили максимально долго, что позволяет предположить, что гормоны, вырабатываемые яичниками, яичники и гормоны также способствуют долголетию самок. И что, возможно, тестостерон вреден. Таким образом, ответ заключался в том, что основной статистический эффект заключался в том, что половые хромосомы способствуют долголетию женщин. Однако и здесь гормоны оказали влияние.
Строгац (35:56): Итак, из четырех полов, которые мы могли выбрать в этой судоку, которую вы создали, традиционная женщина, если я могу продолжать называть ее так, кажется победителем?
Дубаль (35:56): В жизни дольше всех. Да.
Строгац (36:12): А что насчет худшего? А как насчет того, кто живет меньше всех?
Дубаль (36:16): XY с яичками? Мыши XX, независимо от того, росли ли они с яичниками или семенниками, жили дольше, чем мыши XY, которые росли с яичниками или семенниками. Мыши XX жили примерно на 15–20% дольше, чем мыши XY.
Строгац (36:33): Это огромная разница. Это действительно, я имею в виду, я предполагаю, что по любой статистической мере это считалось значительным. Ваши статистики, должно быть, сказали, верно?
Дубаль (36:41): Абсолютно. Очень, очень ярко выраженный, очень явный эффект половых хромосом.
Строгац (36:47): Что ж, спасибо за эту вдохновляющую и вдумчивую ноту, Дена. Вы знаете, это была просто выдающаяся дискуссия. Большое спасибо, что присоединились к нам сегодня.
Дубаль (36:55): С удовольствием.
Диктор (36:58): Хотите знать, что происходит на стыке математики, физики, информатики и биологии? Запутаться с Quanta Magazine, редакционно независимое издание, поддерживаемое Фондом Саймонса. Наша миссия состоит в том, чтобы освещать фундаментальные научные и математические исследования через общественную журналистику. Посетите нас на сайте quantamagazine.org.
Стив Строгац (37: 22): Радость почему подкаст от Quanta Magazine, редакционно независимое издание, поддерживаемое Фондом Саймонса. Решения Фонда Саймонса о финансировании не влияют на выбор тем, гостей или другие редакционные решения в этом подкасте или в Quanta Magazine. Радость почему продюсируют Сьюзан Валот и Полли Страйкер. Нашими редакторами являются Джон Ренни и Томас Лин при поддержке Мэтта Карлстрема, Энни Мелчор и Лейлы Сломан. Нашу музыкальную тему написал Ричи Джонсон. Наш логотип создан Джеки Кингом, а иллюстрации к эпизодам — Майклом Драйвером и Сэмюэлем Веласко. Я ваш хозяин, Стив Строгац. Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии к нам, пожалуйста, напишите нам по адресу quanta@simonsfoundation.org. Спасибо за прослушивание.
