齊魯晚報·齊魯壹點記者 于梅君
天山童姥是金庸小說中的傳奇人物,她能返老還童,古稀之年卻宛若青春少女。這雖然有些詭異,但青春永駐是人類孜孜以求的夢想。《莊子·盜拓》言:人上壽者百歲,中壽八十,下壽六十。百歲人生是不少人心中美好的願景。要長壽,更要健康長壽,科技迅猛發展的今天,越來越多的學者在尋找有效抗衰的路上汲汲求索。
長壽密碼不斷被破譯
人體衰老可表現爲皮膚皺褶、頭發花白、行動遲緩以及多種組織器官的退行性變化等。讓年齡“一鍵還原”的秘密在哪裏?中國科學家不斷取得新突破。
12月7日,中國科學院上海營養與健康研究所孫宇研究組在《自然·代謝》期刊發表論文,他們從天然藥庫中篩選並發現葡萄籽提取物(GSE)具有清除衰老細胞的作用,而其組分PCC1(原花青素C1)能夠高效且安全地清除衰老細胞,單獨對衰老小鼠使用PCC1,能延長健康中位壽命64.2%,其根源就在于PCC1能對衰老細胞進行精准阻擊。
衰老細胞也稱僵屍細胞,既不具備健康細胞的功能,也無法生長和分裂。它們還會釋放特殊因子,一邊增加機體的免疫壓力,一邊“感染”周邊的正常細胞,無異于壞了一鍋粥的“老鼠屎”。
人體年輕與否,與細胞核染色質的“狀態”密切相關。11月15日,中國科學院動物研究所劉光慧教授領銜的研究團隊宣布,他們成功挖掘出隱藏在人類基因組中誘導細胞衰老的遺傳信息,刪除該基因,最多可延長實驗動物壽命的25%。
自2015年開始,劉光慧教授團隊便利用CRISPR“基因剪刀”技術,對千萬級個人類細胞進行培養、篩選,最終選取了百余個此前從未被發現過的可促進細胞衰老的基因,其中排第一的便是名爲“KAT7”的促老基因,清除此基因後,超81%的小鼠壽命超過兩年半(相當于人類的80歲),而該基因被表達後,這一數值降到了27%。
KAT47基因被比喻成“保持細胞年輕態”的開關,當開關開啓時,細胞會加速老化,當開關關閉時,老化速度就會減緩甚至逆轉。這項研究除了延壽外,還有很多現實意義。例如以衰老細胞爲靶標,有望發展出針對骨關節炎、心血管疾病和神經退行性疾病等衰老相關慢病的新型防治策略。
與劉光慧教授此次的“基因幹預”法不同,哈佛大學教授大衛·辛科萊則認爲:誘發衰老的根本原因在于細胞內DNA損傷的疊加以及自我修複能力的下降。
因此他們選擇了“物質幹預”路徑,通過外部攝入β-煙先胺核苷酸,小鼠生理年齡由原本的22個月倒撥回6個月,剩余生存期也延長了近1/3。相比剛取得成果的KAT7促老基因,β-煙先胺核苷酸物質已走到商業化普及層面。
四種衰老模式浮出水面
有人60多歲時心髒依然強健,腎髒卻開始衰竭;有人可能擁有30歲人的腎髒,卻常罹患傳染病。爲什麽人與人之間衰老過程迥然不同?美國趣味科學網站去年的一項報道中稱,人類存在四種不同的“衰老模式”:免疫、腎髒、肝髒和代謝。一個人的衰老模式,取決于體內哪個生理系統衰老最快。
例如,免疫衰老模式者擁有更多炎症標記;而代謝衰老模式者的血液中糖分更多,這表明身體代謝葡萄糖的效率下降了。研究人員還發現,每個人的衰老“概況”都由不同衰老模式混合而成。研究人員表示,或許可以通過藥物、飲食和生活方式幹預,讓其中一些衰老過程放慢腳步。
“老年人免疫力差”是我們經常聽到的一句話,但很少有人能解釋,隨著人體變老,免疫力爲何會變差。以色列理工大學的研究人員解開了人體免疫系統衰老的“密碼”。他們認爲,人體免疫系統衰老的秘密在于B細胞。B細胞由骨髓産生,通過血液運送到淋巴及脾髒。
B細胞存在一個反饋機制,即記憶B細胞會産生特定的激素信號,抑制骨髓産生新的B細胞。隨著人的年齡增長,遭遇過的病原體越來越多,記憶B細胞也積累得越來越多。在反饋機制作用下,骨髓無法産生足夠數量的新鮮B細胞,當新的病原體入侵時,也就無法産生較強的免疫反應。研究者認爲,通過某種手段阻斷記憶B細胞的激素信號作用,能夠逆轉免疫系統衰老過程。
預期人類最長壽命120—150歲
你究竟老不老?或許很快就有一套生物指標可以確切地告訴你。英國《自然·通訊》雜志今年5月26日發表了一項報告,新加坡研究人員開發出一種描述生物學年齡的單一變量,稱爲“動態生物體狀態指標”,可用于評估生物學上的衰老進程。
“動態生物體狀態指標”和預期的變量(如年齡、疾病和生活方式)相關,可以指示人體從疾病中恢複的能力。“動態生物體狀態指標”呈現的變動也會隨年齡增加,研究人員利用這一點及生理韌性的逐漸喪失進行了預測,得出人類最長壽命爲120歲至150歲的結論。
衰老是導致許多複雜疾病的主要因素。精准預測一個人的衰老程度,可以幫助設計個性化醫療、保健方案。而在衰老過程中,面部衰老比較明顯,也就是說,年齡確實“寫”在臉上。
中科院上海生科院計算生物學研究所韓敬東研究組發現,從面部細節的衰老趨勢,可以預測一個人的年齡。研究人員使用3D相機采集了年齡在17到77歲之間的332個中國人的三維面部圖像。
結果顯示,嘴的寬度、鼻子的寬度和嘴與鼻子之間的距離,都會隨年齡增加而增加,而眼角則會隨著年齡增加出現下垂。40歲以前的樣本預測出的年齡和實際年齡差距平均在6歲左右,40歲以後的樣本差距變大。
通過對比受測者的血液健康指標,驗證了這些“寫”在臉上的衰老痕迹,在血液裏也“有迹可循”。
“在全身皮膚中,臉部衰老非常明顯,而眼睑變化最爲明顯。”中國科學院北京基因組研究所張維绮說,“光損傷和慢性炎症可能是眼部皮膚衰老的重要誘因。”其實,隨著年齡增長,人的整個面容都在改變,但各部位衰老速度不同。衰老時最先出現的鼻唇溝加深,就與面部中間的上颌骨整體後縮有關。研究人員說,每個人皮膚變老的模式都不一樣,但放之四海而皆准的抗衰老手段是做好防曬。
衰老的核心:細胞衰老
外表層次的衰老,一般來說肉眼可見。不過,衰老往往有更深層的機制。研究發現,無論是外表衰老還是內在衰老,根源都是細胞層面的衰老。目前認爲導致衰老的九大因素,分別爲基因組不穩定、端粒磨損、幹細胞衰竭、表觀遺傳改變、蛋白質穩定態喪失、營養傳感失調、線粒體功能障礙、衰老細胞的清理障礙、細胞間通訊改變。
基因組不是鋼鐵俠,它們在細胞內受到了各種損傷,既包括外源性刺激比如氧自由基損傷,也包括內源性的比如基因組隨機複制錯誤,源頭出問題了,那麽後續自然也好不到哪裏。
染色體的頂端會存在一種像帽子一樣的結構,稱爲端粒。端粒可以說是細胞的定時器,細胞每分裂一次,端粒就縮短一次,當縮短到不能再短的時候,細胞就無法繼續分裂,于是就死掉了,目前認爲,普通細胞一生只能分裂50多次。
幹細胞是具有高度自我分化和更新潛能的細胞。我們身體源源不斷的細胞替換就來源于幹細胞。幹細胞隨著年齡也會衰老,無法繼續大量彌補身體細胞的消耗,最終,個體就衰老了。而線粒體這種細胞的能量工廠,不斷産生氧自由基等,隨著衰老修複機制下降,損傷也會越來越大。
既然這些衰老機制已被解讀,那麽應對衰老,也往往是針對這些因素。比如增強細胞的修複機制、修複DNA、修複蛋白質等,從而讓細胞恢複正常。還有一種是替代思路,既然人體有無限增殖的幹細胞,那麽能否把幹細胞激活,從而延緩衰老?這就是目前的人工誘導多能幹細胞的研究。
“七分飽”真能逆轉衰老
目前已知的健康長壽核心因素包括生活方式、環境和遺傳因素。
疾病、衰老、不良生活方式等,都能通過DNA甲基化等方式在DNA上留下印記。美國研究人員通過臨床試驗證實,通過飲食和生活方式幹預,能夠潛在逆轉表觀遺傳年齡,延緩生物學衰老。
研究團隊在40多名健康男性志願者中進行了試驗,他們在8周時間裏接受飲食、睡眠、運動和放松指導,對照組則不受幹預。與對照組相比,志願者的DNA甲基化年齡減少了3.23年。這說明,保持良好的生活習慣對抗衰老很有效。
延緩衰老,卡路裏限制(即節食)在多個物種中被證明有效。2020年2月27日,《Cell》雜志在線發表題爲《能量限制重塑大鼠衰老的單細胞轉錄圖譜》的研究論文。中外科研機構合作,以齧齒類動物大鼠爲研究對象,通過對年輕任意進食組、年老任意進食組、年老節食組的20多萬個單細胞及細胞核的轉錄組分析,繪制了衰老和節食狀態下不同組織器官的分子網絡圖譜。研究者發現,超過1/2的衰老細胞和1/4的衰老基因能被“七分飽”逆轉,節食可以有效地逆轉免疫細胞比例在衰老過程中的異常變化。而保持血液中鐵含量的健康水平,可能是改善衰老和延長壽命的關鍵。
抗衰疫苗都有了
近日,日本順天堂大學的科學家開發出一種抗衰老疫苗,在動物實驗中成功改善了小鼠與年齡增長相關的病症,還能延長早衰症模型小鼠的壽命。研究已發表于《自然·衰老》雜志。
該研究中使用的衰老抗原——非轉移性黑色素瘤糖蛋白B(GPNMB)會在衰老細胞中聚集,在患動脈粥樣硬化小鼠的血管內皮細胞和白細胞中的表達增多。研究顯示,敲除含有GPNMB分子的衰老細胞上的相關基因,可以降低采取高脂肪飲食小鼠脂肪組織的衰老程度,改善全身代謝異常。
研究人員以GPNMB爲抗原成分,研發出一款抗衰老疫苗。使用這種疫苗,能減少小鼠體內含有GPNMB分子的衰老細胞,改善小鼠與年齡增長相關的病理性改變,還能延長早衰症模型小鼠的壽命。
基于各種抗衰科研成果,資本也開始聞風而動。“谷歌、雅虎等都開始成立公司去開發延長壽命的藥。”中科院上海生命科學研究院研究員蔡時青說,治療糖尿病的常見藥物二甲雙胍就被證實可以延長齧齒動物的壽命。“總體而言,壽命的可調控已經是一個事實,並且科學家已找到一些方法。”蔡時青說。
各國科學家在逐步解讀“長生”密碼的同時,開始將重點轉移到探究“不老”的秘密,以實現老而不衰。專家認爲,未來的“返老還童技術”能將老年人體內的細胞轉化爲年輕時的狀態,理想狀態下,60歲老年人的生理水平可恢複到30歲的水平。
“由于人體實驗時間太長,相比其他藥品,抗衰老藥物的開發周期也會特別長。”蔡時青說,雖然學術界近年來有一些讓人興奮的成果,但抗衰老研究從學術走向應用,還有很長的路要走。
來源: 齊魯晚報