基因对代谢相关途径的调控发挥很重要的作用,而这些途径包括胰岛素/胰岛素样生长因子-1(IGF1)信号途径,线粒体电子传递信号途径,饮食调控限制机制途径等。并且对这些激素途径的抑制可提高寿命和延缓年龄相关性功能降低。
1、胰岛素/胰岛素样生长因子受体通路(dauer formation pathway,daf pathway) HalaschekWiener等通过与正常模型对比,发现在C.elegans(一种线虫,作为一种成熟的模式系统用于研究与生长,生殖及老化等相关的基因功能)中的daf突变型是低代谢的,它表现在生物合成和分解代谢活性方面。
2、胰岛素/胰岛素样生长因子1信号途径 van Heemst发现这条途径活性的降低与女性长寿有关。在分析基因多态性时发现这条信号通路的组成部分生长因子1的多态性对提高女性寿命所起的作用最大,并且这种多态性的出现与低体重有一定关系。
四、线粒体相关基因
线粒体是细胞的氧化中心和能源供应站,线粒体DNA是细胞核外存在的唯一遗传物质,有编码区和非编码区组成,个体间存在的差异主要是非编码区的控制区。线粒体老化学说表明,由年龄导致的生理功能的下降是因为电子在线粒体中传递时由活性氧簇产生的细胞破坏引起的。因为线粒体功能是由线粒体基因和核基因共同编码的,所以线粒体遗传学受很多因素控制。
五、端粒方面
研究者早就发现端粒与培养细胞的复制潜能呈负相关,说明端粒在人体组织中长度的缩短在细胞老化和组织衰老中发挥一定的作用。有人假设,在人类中那些端粒短的人群要比长的活的时间短,但其他的一些研究并没能证明这一点。
六、人类白细胞抗原(HLA)
在人体形成免疫系统的最初阶段,就出现了个体差异,而这种差异是由HLA分子决定的,这就形成了每个人对疾病抵抗的分子基础。正是由它的这种特点使其成为和人类寿命有明确关系的影响衰老的基因,亦是某些疾病敏感和防御的基因。
七、 早老征综合征基因(Werner syndrome,WRN)
WRN基因编码解螺旋酶RecQ家族,它的突变可引起常染色体隐性遗传病,而一旦患有此病,绝大多数患者会在50岁之前死亡,这也就成为影响人类寿命的重要基因,虽然到目前为止其分子机制还未搞清楚,但现有的资料表明这种正常基因参与修复DNA。
八、遗传性血色病(Hereditary haemochromatosis,HFE)基因
HFE基因通过导致铁吸收紊乱致使血色病发生。研究者发现北欧有10%~15%比率携带HFE变异体。Chu等发现丹麦人群中HFE变异体频率高,C282Y变异体的携带频率有年龄相关性降低,暗示携带此载体的人寿命会缩短。
九、小分子RNA(microRNA,miRNA)
miRNA由21~22核苷酸碱基组成,可通过与编码区结合促进分裂和降解,或通过结合在30不翻译区(UTR)抑制翻译。它可指导细胞快速关闭促存活和氧化防御途径,使信号途径活化转向凋亡。
十、 肿瘤抑制机制相关的基因
长寿基因在肿瘤患者抗药性中发挥很大作用,影响肿瘤患者化疗愈后情况,也就是说肿瘤细胞选择衰老死亡还是抗药的能力决定了机体在用药时是药物敏感还是药物抵抗。鉴于长寿基因抑制衰老的能力,研究者推断长寿基因可以引起药物抵抗的发生。与药物敏感者相比,Chu等发现在5种抗肿瘤药物耐性细胞株中,长寿基因Sirt1在RNA和蛋白质水平上表达量都很高,化疗患者或组织检查也证实上述结果。
十一、男人为何少活:缺少长寿基因
英国兰卡斯特大学的一项研究指出,从长寿基因角度可以解释男女寿命的差别。他们在进行动物实验后发现,线粒体基因中存在一些仅会损害雄性寿命的基因变异,长期积累,就会拉开雄性和雌性的寿命差距。此外,人体内有一种参与修补脱氧核糖核酸的基因,与X染色体有关。女性的修补基因要多于男性,更利于长寿。丹麦哈维德夫医院的科学家对4万名中风患者进行了调查,并考察了性别对中风后存活几率的影响。结果发现,女性中风后存活几率比男性高25%。同时,在严重疾病、车祸及外伤的恢复过程中,女性表现出更快更强的康复和再生能力。
十二、其他
生理性基因调节的基本框架是通过强制性活动的时代演变来的,因为旧石器时代的祖先靠打猎和采集生存,而现在坐式的生活方式也使个体组织功能的不适应。所以,从这层意思说,现在的基因组结构或功能与一些生活方式之间是失调的,可能引起异常基因的表达,从而导致慢性疾病和寿命缩短。