寒冷激活细胞清洁机制，分解有害的蛋白质聚集，导致各种与衰老相关的疾病。近年来，对不同模式生物的研究已经表明，当体温降低时，预期寿命会显着增加。然而，在许多领域，这究竟是如何运作的还不清楚。科隆大学 CECAD 衰老研究卓越集群的一个研究小组现在已经解锁了一个负责任的机制。研究“低温可延长寿命并通过 PA28γ 诱导的蛋白酶体防止与疾病相关的蛋白质聚集”已发表在《自然衰老》杂志上。
David Vilchez 教授和他的工作组使用了一种非脊椎动物模式生物，即秀丽隐杆线虫线虫，并培养了人类细胞。两者都携带两种通常发生在老年的神经退行性疾病的基因：肌萎缩性侧索硬化症 (ALS) 和亨廷顿舞蹈病。这两种疾病的特征都是有害和破坏性蛋白质沉积物的积累——所谓的病理性蛋白质聚集。在这两种模式生物中，冷主动去除了蛋白质团块，从而防止了 ALS 和亨廷顿舞蹈病中病理性的蛋白质聚集。
更准确地说，科学家们探索了寒冷对蛋白酶体活性的影响，蛋白酶体是一种从细胞中去除受损蛋白质的细胞机制。研究表明，蛋白酶体激活剂 PA28γ/PSME3 减轻了线虫和人体细胞因衰老引起的缺陷。在这两种情况下，都可以通过适度降低温度来激活蛋白酶体活性。“总的来说，这些结果表明，在进化过程中，寒冷如何保持其对蛋白酶体调节的影响——对衰老和衰老相关疾病具有治疗意义，”Vilchez 教授说。
衰老是多种与蛋白质聚集相关的神经退行性疾病的主要危险因素，包括阿尔茨海默氏症、帕金森氏症、亨廷顿氏症和肌萎缩性侧索硬化症。Vilchez 补充说：“我们相信这些结果可能适用于其他与年龄相关的神经退行性疾病以及其他动物物种。” 一个关键发现是蛋白酶体活性也可以通过激活剂的基因过表达来增加。这样，即使在 37 摄氏度的正常体温下，也可以消除致病蛋白质。这些结果可能为衰老和衰老相关疾病提供治疗靶点。
人们早就知道，虽然极低的温度可能对生物体有害，但适度降低体温会产生非常积极的影响。例如，较低的体温可以延长蠕虫、苍蝇或鱼等冷血动物的寿命，它们的体温会随着环境温度的变化而波动。然而，同样的现象也适用于哺乳动物，无论环境多冷或多暖，它们的体温都保持在一个狭窄的范围内。例如，如果将线虫从 20 摄氏度的标准温度转移到 15 摄氏度的较低温度，它的寿命会更长。而在老鼠身上，只要体温略微下降 0.5 度，它们的寿命就会显着延长。
即使在人类中，也有报道称体温与寿命之间存在相关性。人体正常体温在摄氏36.5至37度之间。虽然体温急剧下降到 35 度以下会导致体温过低，但人体体温在白天会略有波动，甚至在睡眠时会达到凉爽的 36 度。有趣的是，之前的一项研究报告称，自工业革命以来，人体温度每十年稳步下降 0.03 摄氏度，这表明这可能与过去 160 年人类预期寿命的逐渐增加有关。
该研究是在科隆大学 CECAD 衰老研究卓越集群中进行的。