你以后不会老得那么快了

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我们都会随着时间的流逝而变老,但是我们的身体呢?生理衰老也同样是不可避免的吗?随着表观遗传学领域的发展,越来越多的生物学家开始对这个问题给出否定的回答。表观遗传学研究的不是我们的基因本身,而是我们的一生中决定我们的基因如何通过自我“表达”引导人体细胞的行为的过程。

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表现遗传学:当一位女子在怀孕时抽烟,将会引起三个世代的基因改变

如果说,你的遗传基因,也就是你的DNA,是一个钢琴键盘的话,那么表观遗传就决定了这些琴键如何弹奏出音乐。这场音乐会的主要演奏者是附着在我们基因组上并留下标记的分子物质。这些标记又赋予细胞专门的功能,并调节细胞的功能。如果积累了太多的标记——也就是说,如果有太多的“表观遗传噪音”——引导指令就会变得混乱,细胞也就会出现功能失调。

在过去十年中,研究人员已经发现,借助这些标记可以非常准确地测量生理年龄,精确度达到几年。有了这项发现之后,研究人员很快就发现了越来越多的证据

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2015年,哈佛医学院(Harvard Medical School)辛克莱实验室(Sinclair Lab,本文的合著作者Sinclair博士是该实验室的负责人)的研究人员在幼鼠的基因组中添加了表观遗传标记,这些小鼠的肌肉重量和骨量加速丧失,体色变得灰白,失去视力,并且变得更容易被迷惑。这些小鼠的生日与对照组的同胞兄弟姐妹是一样的,只是它们表观基因组发生了改变。

这项实验和其他类似实验的结果,都证明了关于衰老进程的“信息理论”,即表观遗传噪音的积累会干扰遗传数据。这种混乱最终会导致细胞开始衰老并停止繁殖,而且会使得相邻的细胞也采取同样的行为模式。这就是我们如今了解到的衰老进程。

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这个衰老进程源于地球上最早的微观生命时代。那时的简单有机体进化出一些生物信号,以便在生存条件良好的时候进行细胞繁殖,在生存条件较差的时候停止繁殖并应对任何生理损害。

简而言之,我们所受的衰老之苦,是一个帮助调节和修复细胞的原始程序带来的副作用。从这个角度讲,衰老与癌症没有什么不同——有些科学家认为,癌症最初也是进化出来的一种生存机制,这种机制允许细胞放弃更高级的功能,以便不受抑制地进行增殖。

在我们了解癌症发生的原因之前,我们认为癌症只是生命的一部分。现在,我们正确地认识了癌症,将其称为一种疾病,将其视为一种程序错误,而不是一种程序功能;我们也开始全力以赴地与之抗争。我们通常不会以同样的方式对待衰老,但这其实就是我们应该做的。

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事实上,衰老也许应当被称为“一切疾病之母”。想想看,吸烟只会使患上癌症的风险增加数倍,而50岁的人患上癌症的风险会比一二十岁的人高出百倍以上。到了70岁,这种风险则会高出500倍以上。同时,衰老也是招致心脏病、痴呆症、中风和2型糖尿病的主要因素。

就算我们能治愈这些疾病当中的任何一种,我们或许也只能使人类的平均寿命增加几年。为什么这么说呢?因为在人体衰老进程的带动下,所有其他疾病的患病风险仍会继续增加。相比之下,改变细胞水平上的状况,从而降低所有疾病的患病风险,进而延长人类健康生活的有意义的生命年限,这种潜在可能性具有更为重大的意义。

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我们可以延缓、阻止甚至逆转衰老的过程,这听起来就像是天方夜谭。所以,对这样的观点持高度怀疑的态度是有道理的。但是,没有任何生物学定律说,我们必须以现在这样的速度衰老。其他一些生命形式的衰老速度可没有这么快。刺果松可以存活5000年,而且似乎不会经历衰老的过程。一种名为Turritopsis dohrnii的水母,体内的细胞可以逆转衰老进程,重新变成幼年细胞。从机能上看,这种水母似乎是永生不朽的。当然,人类与这两个物种都没有多少共同点。不过,在生命体系这棵大树上离我们更近的格陵兰鲨鱼,也可以活到500岁。

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我们现在知道,导致细胞退化和衰老的表观遗传标记的积累可能源于不健康的信号输入:例如,如果我们的基因由于过度暴露在阳光下而受损,如果我们饮食习惯不佳或者吸烟,这些信号输入都可能导致这些表观遗传标记增加。告别这些不良行为习惯,细胞的退化过程就会减缓。还有一个更好的消息:要是我们能够重新激活细胞,我们就有可能阻止甚至逆转细胞老化的过程。这样,我们就可以让老年人恢复健康,并像年轻人那样有效对抗与年龄有关的疾病。

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圣地亚哥的索尔克研究所(Salk Institute)

在圣地亚哥的索尔克研究所(Salk Institute),JuanCarlos Belmonte的实验室的研究人员于2016年进行了一项研究,研究成果发表在《细胞》(Cell)期刊上。该研究显示,通过短暂地激活四种基因,可以将早衰小鼠的寿命延长30%。这四种基因已知可以清除已积累的表观遗传标记,并诱导细胞的“多能性”,即细胞发育成为成人身体中任何其他形式细胞的能力。通过部分重置基因表达程序,这些小鼠似乎已经体验到了拥有不朽水母那样的生命是什么滋味。

在哈佛大学的辛克莱实验室,研究人员对失明的老年小鼠注入了三种基因的组合,并将这些基因开启了三周时间。这使它们的视神经细胞恢复了活力,从而恢复了它们的视力。既然像视网膜这样复杂的结构也可以通过重启恢复到年轻时的状态,甚至有可能多次重启恢复,那还有什么结构可以通过重启重返青春呢?

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Sinclair博士、Belmonte博士和加州大学洛杉矶分校的Steven Horvath博士创立了一家公司,在这一实验成果的基础上研发治疗眼部疾病的药物。此外,Sinclair博士还参与了其他类似的商业项目。但是我们得明白:在实验室里在小鼠身上取得的成果,和在人体医学方面取得相应成就,真正帮助人类抗击疾病、延长健康寿命之间,还有很大的距离。而“健康”的生命年限也是至关重要的。如果我们不能大大延长不受令人衰弱的疾病之苦的那部分生命,恐怕没有人会认为延长人类寿命是一个好主意。

Horvath博士和加州大学洛杉矶分校的同事最近在《老化细胞》(Aging Cell)期刊上发表了一项涉及人类受试者的小规模研究的成果。他们报告称,接受了用生长激素、DHEA和二甲双胍这三种分子组成的鸡尾酒疗法的治疗之后,九名患者出现了表观遗传年龄的逆转,生理年龄降低了两年。

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该实验没有设置对照组,该实验的结果也只能看作初步成果,除非有更大规模、更加严谨的实验能够复制这些结果。尽管如此,逆转生命衰老的过程已经不再是完全不着边际的话题了。

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撰文 David A.Sinclair、Matthew D. LaPlante

编排 Ian

翻译 温丹萍

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