第 168 章
運動能否戰勝microRNA?
例如,miR-17(microRNA-17的簡稱)能直接延長老鼠的壽命。為了過度表達miR-17而製造的轉基因老鼠活得更長壽且更健康,證明microRNA不僅與長壽相關,還能立即促成長壽,其中一個機制是抑制mTOR。或許連體實驗的結果也可歸因於這類長壽microRNA。你還記得那些瘋狂的實驗嗎?將年老動物與年輕同籠動物縫合在一起,連接它們的循環系統,令年老動物返老還童?這生動證明血液中存在決定衰老的因子。或許microRNA屬於這類因子。
在人類中,數十種循環microRNA隨年齡增長而上調,另有數十種則下調。根據七種microRNA的血液水平,可以以高達95%的命中率區分阿茲海默症患者與健康對照組成員。如果這些變化全由基因決定,microRNA水平仍可作為生物標誌物或診斷用途,但要優化它們以改變命運則較困難。但事實並非如此——一項對相差約十年去世的同卵雙胞胎的研究發現,他們的microRNA水平明顯不同,暗示非基因因素如飲食和生活方式對與壽命相關的microRNA起決定作用。
運動能否戰勝microRNA?
已有超過6000項專利申請涉及合成microRNA模擬物和抑制劑用於抗衰老和抗病,但迄今尚無此類藥物獲批。那麼我們自然能做些什麼?
隨機對照試驗顯示,運動能預防老年人認知衰退,並改善已有阿茲海默症者的認知表現,其中一個原因可能是microRNA。有些microRNA在阿茲海默症中水平降低(例如miR-132和miR-338),但運動能提升其水平;相反,有些microRNA在阿茲海默症中過度表達(如miR-7和miR-766),但運動能降低其水平。不過情況並非完全明朗。miR-146a在血液、大腦和腦脊液中於阿茲海默症患者均持續升高。雖然短期阻力訓練和長期籃球訓練降低了循環microRNA水平,但划船訓練和馬拉松跑步卻被發現會提升它。因此,microRNA在運動改善心智能力中的角色仍有許多待解之謎。
透過飲食調節microRNA
microRNA也介導多酚類的益處。十二種不同的植物營養素在體外改變了數十種microRNA的表達。眾所周知,培養皿研究的問題在於有時使用的濃度遠高於正常食物攝取能達到的水平,但已有少數食物被研究。例如,一項研究顯示高多酚含量的特級初榨橄欖油對microRNA的影響與低多酚含量的橄欖油不同,暗示多酚可能發揮積極作用。堅果亦然——每天一至兩把核桃持續一年,或混合杏仁與核桃一把持續八週,均改變血液中多種microRNA的水平。但這究竟有何意義?
一些知名的炎症microRNA如miR-155會被多種類黃酮抑制——大豆中的染料木素、蘋果和洋蔥中的槲皮素、蔥科蔬菜中的異硫氰酸烯丙酯、薑黃中的薑黃素,以及歐芹、芹菜和洋甘菊茶中的芹菜素。miR-155也與癌症有關;例如,它參與成人最致命且最常見的白血病類型急性骨髓性淋巴瘤的發展。在一項題為「利用蘿蔔硫素調節miR-155水平以減緩急性骨髓性白血病(AML)進展」的研究中,來自十字花科蔬菜的化合物在體外將miR-155水平降低約80%,同時顯著降低癌細胞存活率。不幸的是,蘿蔔硫素最濃縮來源的西蘭花芽尚未在AML患者中進行臨床效果評估。
類黃酮被發現能抑制腫瘤細胞擴散,既抑制致癌microRNA,也支持腫瘤抑制microRNA。在乳癌患者中,長期食用大豆有此效果,這或解釋了大豆攝取似乎能預防女性更年期前後乳癌發生、提高乳癌患者存活率及降低癌症復發率的原因。這也可能解釋素食者和純素者相較於雜食者腫瘤抑制microRNA上調及隨之而來的較低癌症風險,儘管肉類攝取亦會影響microRNA。
受試者每日三餐食用牛肉或羊肉一個月後,取其直腸組織樣本,發現致癌microRNA群顯著上調。若飲食中補充抗性澱粉,該效應減弱但無法完全消除。同樣,肉類致癌物PhIP,尤其存在於烤、燒、烘和炸雞肉中,對參與乳癌發展和進展的microRNA具有類雌激素作用。microRNA調節亦被用來解釋飽和脂肪增加胰島素抗性的現象,儘管迄今僅在大鼠肌肉中證實。
除了飲食相關microRNA變化可能促成以植物為主飲食者較低癌症和糖尿病發病率外,它們也可直接促進壽命延長。在加州藍區羅馬琳達的循環microRNA表達研究中,該地健康的基督復臨安息日會素食者比其他加州人平均長壽約十年,發現約六種與衰老過程相關的microRNA在素食者與非素食者間表達不同,可能提供植物性飲食較高壽命的機制。有趣的是,半素食者和純素者在一項抗衰老指數上表現優於蛋奶素者(避免肉類但食用蛋奶)。半素食者定義為每月至少吃一次肉但不超過每週一次。研究者推測半素食者整體動物性產品攝取量低於定期食用蛋奶的蛋奶素者。
外源microRNA
細胞間microRNA通訊在整個演化樹中被保留,開啟了跨植物與動物界基因調控的可能性。18世紀時,所有生命形式被劃分為植物界或動物界。19世紀,像變形蟲這類單細胞生物被劃入獨立界,隨著顯微鏡技術進步,細菌也獲得獨立界。(現今已達七界——藻類和真菌各有其界,還有原本稱為極端嗜好者、生活於曾被認為不適合生存區域如溫泉的類細菌生物也有其界。)
不同生物界的生物是否可能使用共享的microRNA語言互相溝通?2011年發現微生物組的microRNA能調節宿主基因表達。例如,有牙周病病原體分泌充滿microRNA的囊泡進入宿主細胞,顯然是為了抑制我們的免疫反應。巧妙!2016年我們意識到自身有microRNA準備警察。腸黏膜細胞產生的糞便microRNA滲入腸道細菌,調節其基因表達與生長;它們可能對維持健康微生物組不可或缺。如果microRNA操控發生於地球上最簡單與最複雜生物間,那麼與介於兩者之間的植物界交換microRNA又如何呢?

