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基因與老化系列專文(三) 返老回春不是夢!

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就像孫悟空能七十二變,幹細胞可以轉換為體內任何一種細胞。對於衰敗的器官或者目前無藥可醫的疾病,注射幹細胞到病灶區域進行修復,甚至在體外直接培養新器官植入,都是目前快速發展中的新技術。但除了用於複製人體零件,研究人員更發現幹細胞隨著歲月所發生的變化,與衰老退化有非常大之關係。因此各方無不加緊分析其詳細機制,希望可以從中得到抗老化治療的線索。

能力就算再好,也比不上活得久

細胞分裂進行遺傳物質的複製與分離時難免發生失誤,每次都伴隨些許基因突變的機率。而幹細胞終其一生不斷複製,特別容易累積變異,以造血幹細胞來說每年即增加 10 處突變。但除少數幾個以外,大都不影響生存與功能,反倒可作為分辨幹細胞的識別證。且因分化後的細胞突變機率極小,藉由分析周邊細胞的突變型式,能夠反推其源頭之幹細胞分支。於是在上述理論基礎下研究人員進行大規模取樣分析,發現隨著年紀增長,體內大部分細胞的源頭愈來愈趨向少數幾顆幹細胞。而這些「霸主」在功能上不見得比較優秀,甚至常常已無法正常工作,只是比較能夠適應環境而大量複製佔位置罷了。因此,老化時器官退化、功能逐漸減弱的現象,或許可以說是一種劣幣驅逐良幣的結果。

基因表現管理機制失調

第二個是表觀遺傳 (epigenetics) 層面的變化。表觀遺傳是從基因藍圖到做出蛋白質成品的過程中,負責關閉或開啟生產線之調控機制。研究人員發現隨著年紀增長其精準度會逐漸降低,使維持人體正常運作所需之必要蛋白質產量不足,加上無用蛋白質過度生產與堆積,導致器官受損。因此身體功能隨著時間而衰退,後續產生眾多病變,且不容易痊癒。

近朱者赤近墨者黑

第三層面要提細胞外在環境的影響。科學家將年輕老鼠與年老老鼠以手術連結在一起,發現年輕老鼠幹細胞接觸到年老老鼠的身體環境後,表現出高齡幹細胞的樣子;反之,年老老鼠幹細胞竟出現年輕時的特質。此結果證實老化的道路或許並不是條單行道,還有停下甚至迴轉的餘地。而經過許多實驗篩選後,發現某些發炎以及免疫物質可能就是造成年輕或是衰老的魔法成分,決定了細胞年齡進展的方向,深具臨床潛力。

aging

延伸閱讀:基因與老化系列專文(一)生理時鐘的基因齒輪

或許真有可能延緩老化甚至回復青春?

因應上述機轉,研究人員提出未來延年益壽的兩大可能介入方向。首先是改變細胞外在環境。例如有人曾經注射年輕老鼠的血漿至年老個體,觀察到後者腦部功能有顯著提升;或另一個實驗給老鼠服用雷帕黴素 (rapamycin,在人類的用途為免疫抑制劑),使老鼠壽命最多增加了 38%。另一個防老化方法為及早監控體內環境並予以調整,像是降低血中發炎物質濃度,以及避免功能不佳的幹細胞逐漸擴張勢力,免得排擠其他繁殖能力較弱之正常細胞。這些做法或許大部分離臨床實際使用還有很大的距離,但也已經不像從前一樣遙不可及。或許,你我都有可能見證到人類邁向長生那一天的到來也說不定!雖然還很遙遠,但能讓人們在老化時擁有更好的生活品質,且免於被疾病所困擾,這才是老化科學研究的真正價值!

延伸閱讀:端粒 × 衰老 × 癌症

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參考文獻
1. 對於老化機制和過程有興趣,可參閱 Merck 大藥廠匯編之簡介:
http://www.msdmanuals.com/home/older-people%E2%80%99s-health-issues/the-aging-body/overview-of-aging

圖片來源:
https://uk.pinterest.com/pin/339107046913016168/

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