利用线虫评估健康寿命的新自动化测量系统

　　

　　

　　日本熊本大学的一个研究小组开发了一种自动测量系统，可以利用线虫来评估健康寿命。基于寿命的质量差异，该系统可以对平均健康长寿、健康过早死亡和长期健康状况不佳的线虫种群进行分类。

　　由于决定人和人寿命的机制有许多相似之处，研究人员认为，这一系统将使开发延长人类健康寿命的药物和寻找食物变得更容易。

　　"健康预期寿命"的概念是世界卫生组织(卫生组织)于2000年提出的，是衡量人口健康的一个重要指标。它指的是平均预期寿命减去依赖持续医疗或护理的寿命。然而，对于实验动物或细胞的健康寿命是由什么构成的，目前还没有明确的科学认识。此外，客观、快速地分析影响健康预期寿命因素的技术尚未建立。

　　尽管是一种极其简单的动物，但它有分化的器官，如神经、骨骼肌和消化道，而且许多哺乳动物相关的基因都是保守的。它对遗传学和分子生物学等领域的前沿研究非常有用。

　　然而，虽然这种线虫的寿命分析提供了大量有用的信息，但以前的寿命研究有许多局限性，包括1)对室温下各种刺激的敏感性，2)每天测量所需的实验时间长，3)由于结果倾向于依赖实验技术而缺乏客观性，4)一次可处理的样品数量少，不适合同时测量许多样品。

　　研究人员试图通过开发一种新的健康寿命评估系统来解决这些问题，该系统保持了线虫提供的优势。他们专注于确定用于自动测量线虫存活的活细胞成像系统的最佳条件，例如计算样品中的线虫数量、孵育温度、培养基厚度、摄食条件、成像间隔和存活测定方法。

　　这就是寿命自动监测系统(C-LAS)，一种全自动寿命测量系统，可以无创地测量大量样本(目前多达36个样本)。C-LAS使用线虫的重叠图像来识别那些正在移动的，这意味着它们是活的，而那些不移动的，这意味着它们是死的。

　　接下来，通过使用C-LAS进行观察，研究人员发现线虫可以被分类为三种可能的行为状态之一:活跃(活着)状态、不活跃生存状态或不活跃(死亡)状态。他们将积极行为的时期定义为“健康寿命”，并建立了一个新的系统，他们称之为健康跨度自动监测系统(C-HAS)。与C-LAS类似，C-HAS是一种自动健康和寿命测量系统，可以通过重叠的周期性图像区分活的和死的线虫。

　　当线虫在图像之间只有部分重叠时，也可以检测到它们何时处于非活动生存状态(活着但不健康)。使用C-HAS，研究人员可以使用这些参数进行小群体分析。这种类型的分析使得有可能将具有相同遗传背景的线虫分为四组:平均寿命的线虫，健康长寿的线虫，不健康和过早死亡的线虫，以及长期脆弱的线虫。

　　研究人员使用C-HAS和具有相同遗传背景的普通线虫的统计分析相结合，对线虫的健康寿命进行了小型种群分析。他们发现，约28%的人寿命平均，约30%的人寿命长而健康，约35%的人寿命健康但过早死亡，约7%的人长期身体虚弱。

　　他们还发现，激活与健康预期寿命密切相关的amp活化蛋白激酶(AMPK)——无论是通过基因还是通过二甲双胍药物的使用——显著增加了健康长寿的人群，减少了长期虚弱的人群。二甲双胍被认为可以延长人类的健康预期寿命，目前的研究也支持这一观点。目前，临床试验正在进行中，以确定其与健康长寿的关系。