Запах взрослых мышей продлил жизнь мышатам на восемь процентов

Физиологи и геронтологи изучили, как влияет запаховое окружение животных на продолжительность их жизни. Они содержали лабораторных мышат в окружении запаховых меток взрослых мышей своего или противоположного пола. Исследование с участием 352 животных показало, что самки, растущие в клетке с запаховыми метками взрослых самок, живут в среднем на восемь процентов дольше. Исследование, опубликованное в виде препринта на сайте bioRxiv и пока не прошедшее процедуру научного рецензирования, показывает, как внутривидовая коммуникация между животными может влиять на продолжительность их жизни.

Обновлено: в декабре 2022 года статья опубликована в журнале eLife.

Запах играет важную роль в коммуникации между животными. У многих видов запахи регулируют работу эндокринной системы — развитие обонятельных структур переднего мозга тесно связано с развитием гипоталамуса, а нарушения их работы и развития связаны с процессами старения и с продолжительностью жизни.

У мышей отдел эндокринной системы, управляющий репродукцией, ростом и половым созреванием, чутко реагирует на запаховые метки. При этом половое созревание можно рассматривать как обратную сторону начала процесса старения. Но если влияние запаховых меток до пубертата на репродукцию у животных довольно хорошо изучено, то с влиянием на продолжительность жизни все менее ясно.

Исследователи из Университета Мичигана, Саарского университета и Университета Отаго во главе с Ричардом Миллером (Richard Miller) решили восполнить этот пробел и изучить, как восприятие запаховых меток до пубертата влияет на продолжительность жизни у мышей. Они взяли 178 самцов и 176 самок возрастом два дня (в этом возрасте мышата полностью зависимы от матери). В возрасте 3-60 дней ученые давали животным нюхать запахи самцов или самок мышей. До 18-19 дня жизни ученые наносили на морду мышат образцы мочи самцов или самок. Мышат-подростков, которые уже не нуждаются в кормлении молоком и которых можно содержать отдельно от матери, ученые переселили в клетки с подстилкой, пропитанной запаховыми метками самцов или самок.

В среднем самки из контрольнй группы жили 576 дней, а самцы — 741 день. Самки, нюхавшие запах взрослых самок мышей, жили в среднем на восемь процентов дольше, чем самки из контрольной группы (p = 0,01). У таких животных была выше температура тела (p = 0,007) в возрасте 22 месяца — более высокие энергозатраты у теплокровных считаются маркером молодого биологического возраста.

Животные, выросшие в окружении запахов других мышей, были легче (p = 0,03), но сила мышц у них была такая же, как в контрольных группах. У самцов запаховые метки в клетке не повлияли на продолжительность жизни (p = 0,8).

Чаще всего гормональные изменения под действием запахов связывают с работой вомероназального органа — отдела слизистой оболочки полости носа, отвечающего за восприятие феромонов. Чтобы понять, замешана ли его работа в изменениях развития, созревания и продолжительности жизни мышей, доктор Миллер с коллегами повторили эксперимент с мышатами, нокаутными по гену Gnao1, продукт которого необходим для хеморецепции клетками вомероназального органа. Но оказалось, что нокаутные по Gnao1 самки развиваются так же, как и в первом эксперименте: они жили дольше, если в детстве их содержать в клетке с запаховыми метками взрослых самок (p = 0,039).

Поскольку в экспериментах участвовали браться и сестры из одних и тех же пометов, генетическая вариативность внутри линии мышей не должна была влиять на результаты. Таким образом, заключают авторы, дело именно в эпигенетической модуляции продолжительности жизни. По их предположению, большая плотность популяции животных (именно ее ученые симулировали запаховыми метками) подавляет выработку соматотропного гормона гипофизом мышей. В свою очередь, снижение уровня гормона подавляет рост и повышает продолжительность жизни. Будущие эксперименты позволят понять, можно ли использовать это открытие для продления жизни людей.

Химические сигналы — не единственный эпигенетический модулятор старения у животных. Из таких примеров можно назвать повышенную температуру среды (но, видимо, не температуру тела) и спячку. Влияя на такие факторы, можно пытаться омолодить животных. Например, так сделали ученые со старыми мышами, введя им спинномозговую жидкость от молодых животных.