基因与老化系列专文(三) 返老回春不是梦!

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就像孙悟空能七十二变,干细胞可以转换为体内任何一种细胞。对于衰败的器官或者目前无药可医的疾病,注射干细胞到病灶区域进行修复,甚至在体外直接培养新器官植入,都是目前快速发展中的新技术。但除了用于复制人体零件,研究人员更发现干细胞随着岁月所发生的变化,与衰老退化有非常大之关系。因此各方无不加紧分析其详细机制,希望可以从中得到抗老化治疗的线索。

能力就算再好,也比不上活得久

细胞分裂进行遗传物质的复制与分离时难免发生失误,每次都伴随些许基因突变的机率。而干细胞终其一生不断复制,特别容易累积变异,以造血干细胞来说每年即增加 10 处突变。但除少数几个以外,大都不影响生存与功能,反倒可作为分辨干细胞的识别证。且因分化后的细胞突变机率极小,借由分析周边细胞的突变型式,能够反推其源头之干细胞分支。于是在上述理论基础下研究人员进行大规模取样分析,发现随着年纪增长,体内大部分细胞的源头愈来愈趋向少数几颗干细胞。而这些“霸主”在功能上不见得比较优秀,甚至常常已无法正常工作,只是比较能够适应环境而大量复制占位置罢了。因此,老化时器官退化、功能逐渐减弱的现象,或许可以说是一种劣币驱逐良币的结果。

基因表现管理机制失调

第二个是表观遗传 (epigenetics) 层面的变化。表观遗传是从基因蓝图到做出蛋白质成品的过程中,负责关闭或开启生产线之调控机制。研究人员发现随着年纪增长其精准度会逐渐降低,使维持人体正常运作所需之必要蛋白质产量不足,加上无用蛋白质过度生产与堆积,导致器官受损。因此身体功能随着时间而衰退,后续产生众多病变,且不容易痊愈。

近朱者赤近墨者黑

第三层面要提细胞外在环境的影响。科学家将年轻老鼠与年老老鼠以手术连结在一起,发现年轻老鼠干细胞接触到年老老鼠的身体环境后,表现出高龄干细胞的样子;反之,年老老鼠干细胞竟出现年轻时的特质。此结果证实老化的道路或许并不是条单行道,还有停下甚至回转的余地。而经过许多实验筛选后,发现某些发炎以及免疫物质可能就是造成年轻或是衰老的魔法成分,决定了细胞年龄进展的方向,深具临床潜力。

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延伸阅读:基因与老化系列专文(一)生理时钟的基因齿轮

或许真有可能延缓老化甚至回复青春?

因应上述机转,研究人员提出未来延年益寿的两大可能介入方向。首先是改变细胞外在环境。例如有人曾经注射年轻老鼠的血浆至年老个体,观察到后者脑部功能有显著提升;或另一个实验给老鼠服用雷帕霉素 (rapamycin,在人类的用途为免疫抑制剂),使老鼠寿命最多增加了 38%。另一个防老化方法为及早监控体内环境并予以调整,像是降低血中发炎物质浓度,以及避免功能不佳的干细胞逐渐扩张势力,免得排挤其他繁殖能力较弱之正常细胞。这些做法或许大部分离临床实际使用还有很大的距离,但也已经不像从前一样遥不可及。或许,你我都有可能见证到人类迈向长生那一天的到来也说不定!虽然还很遥远,但能让人们在老化时拥有更好的生活品质,且免于被疾病所困扰,这才是老化科学研究的真正价值!

延伸阅读:端粒 × 衰老 × 癌症

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参考文献
1. 对于老化机制和过程有兴趣,可参阅 Merck 大药厂汇编之简介:
http://www.msdmanuals.com/home/older-people%E2%80%99s-health-issues/the-aging-body/overview-of-aging

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