■本報記者 李惠鈺 潘鋒
歐美國家有很好的衰老研究和資助機(jī)構(gòu),,為研究提供基礎(chǔ)保障,,但在中國卻非常罕見,甚至在國家設(shè)立的科研項目里,,與衰老基礎(chǔ)生物學(xué)研究相關(guān)的也相對較少。
衰老是生命過程中必須經(jīng)歷的復(fù)雜過程,。大量研究表明,,衰老雖不是疾病,但卻是許多慢性病的主因,,如心血管疾病,、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病,、惡性腫瘤等,。
近年來,隨著遺傳學(xué)與分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)的結(jié)合,,衰老的真實面目日漸浮出水面,。但由于衰老機(jī)制的整體研究花費時間過長,不可控因素較多,,其神秘面紗仍未被完全揭開,。
為應(yīng)對我國人口快速老齡化的挑戰(zhàn),揭開衰老謎團(tuán),、找到抗衰老的“金鑰匙”,,成為生物醫(yī)學(xué)界攻關(guān)的重點。
疾病的危險誘因
生物體的衰老過程包含了整體衰老,、器官衰老,、細(xì)胞衰老乃至生物大分子的衰老。就人類來說,,衰老可表現(xiàn)為皮膚皺褶,、相關(guān)激素分泌減少、多種臟器退行性變化等多種現(xiàn)象,。
在日前舉行的第四屆中國衰老與抗衰老學(xué)術(shù)大會上,,中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)衰老研究中心主任童坦君指出,,衰老與很多老年常見病都有著密切的關(guān)系,。
動脈粥樣硬化曾一度被認(rèn)為與現(xiàn)代飲食結(jié)構(gòu)及生活方式相關(guān),然而一項研究表明,,衰老和遺傳易感性或許才是該疾病的重要危險因子,。
中國科學(xué)院院士、中國中醫(yī)科學(xué)院西苑醫(yī)院教授陳可冀指出,,早在1988年就有報告提出生物的衰老過程可能與血管衰老平行,,并與動脈粥樣硬化的發(fā)病相關(guān)。隨著年齡增加,,細(xì)胞衰老,、血管老化、DNA損傷等病理變化都促進(jìn)了動脈粥樣硬化的發(fā)生,。
而據(jù)華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院教授陳建國介紹,,帕金森氏癥、認(rèn)知障礙性疾病等與年齡相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病也與衰老脫不了干系,。
他表示,,氧氮自由基造成的生物大分子(如關(guān)鍵蛋白、核酸,、細(xì)胞膜脂質(zhì)結(jié)構(gòu)等)氧化損傷和功能喪失,,實際上就扮演了“分子衰老”的角色,。如果能對功能性生物大分子的氧化損傷及時還原,使之常常處于“返老還童”的狀態(tài),,可能會對衰老有很好的治療作用,。
除此之外,多種衰老相關(guān)因子還能導(dǎo)致胰島素抵抗的發(fā)生,,這也是?裝型糖尿病的危險因素,。而組織特異性早衰也是很多慢性疾病的誘因,如心腦疾病及腫瘤等,。
“如果僅從老年病入手來研究老年病,,就會陷入‘頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳’的困局,?!蓖咕龔娬{(diào),老年病的研究應(yīng)該從衰老機(jī)制研究做起,,只有認(rèn)清人類自身的衰老過程和機(jī)理,,才能發(fā)現(xiàn)治療衰老相關(guān)疾病的新靶點和新方法。
通過細(xì)胞透視
不同物種,、同一個體的不同組織細(xì)胞,,衰老速度都有所不同,遺傳與環(huán)境因素都對衰老進(jìn)程產(chǎn)生影響,。
不過,,在中國科學(xué)院生物物理研究所研究員劉光慧看來,社會上對機(jī)體衰老的認(rèn)識普遍存在誤區(qū),,即過分強調(diào)生活習(xí)慣,、飲食和運動等外因的影響。他對《中國科學(xué)報》記者說:“真正對衰老及老年病起實質(zhì)性作用的還是遺傳因素,?!?
從遺傳因素看,衰老也并非由單一基因或單一作用所決定,,而是一連串基因激活和阻抑及其通過各自產(chǎn)物相互作用的結(jié)果,。為從根本上弄清衰老機(jī)理,研究人員也開始注重從細(xì)胞和分子水平上進(jìn)行探索,。
細(xì)胞是組成生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,,因此,學(xué)界普遍認(rèn)為,,衰老現(xiàn)象必然發(fā)生在細(xì)胞水平上,。2011年,,美國科學(xué)家就曾證實:清除衰老細(xì)胞能明顯減少老年病的癥狀,,由此來看,,細(xì)胞水平的變化與整體功能的改變存在著必然聯(lián)系。
杭州師范大學(xué)衰老研究所教授劉俊平同樣對記者表示,,在分子和細(xì)胞水平上認(rèn)知早衰的特征,、進(jìn)展變化及調(diào)控機(jī)制非常重要。
“我們通過對具有分裂和非分裂功能的不同細(xì)胞進(jìn)行觀察,,研究不同的關(guān)鍵分子在不同組織細(xì)胞衰老中的作用和調(diào)控機(jī)理,。”劉俊平說,。他認(rèn)為,,在開展衰老細(xì)胞和分子水平研究時,還應(yīng)重點分析組織,、器官特異性衰老的特征和規(guī)律,,并關(guān)注某些不同的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)在細(xì)胞衰老中的作用。
中國科學(xué)院生物物理研究所研究員陳暢則指出,,細(xì)胞的氧化還原平衡也為細(xì)胞內(nèi)各種生物大分子行使正常功能提供了穩(wěn)定的微環(huán)境,。
“氧化還原平衡的維持及相關(guān)基因的調(diào)控、生物大分子氧化損傷的累積與清除等,,都將為揭示衰老機(jī)制提供重要依據(jù),。”陳暢對《中國科學(xué)報》記者說,。
尋找抗衰老良藥
日前,,民政部部長李立國公開表示,今年我國老年人口數(shù)量將突破2億大關(guān),,2025年將突破3億,,2034年則將突破4億。為避免“未富先老”,,尋找抗衰老的良藥已然成為我國亟待解決的重大社會問題,。
干細(xì)胞是一類具有自我更新能力、高度增殖和多向分化潛能的細(xì)胞群體,。劉光慧對《中國科學(xué)報》記者稱,,人多能干細(xì)胞和基因打靶技術(shù),為人類衰老及老年病的研究和干預(yù)提供了前所未有的機(jī)遇,。而誘導(dǎo)多能干細(xì)胞等新技術(shù),,則為實現(xiàn)衰老研究的醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化提供了重要的前提和基礎(chǔ)。
“我們利用體細(xì)胞重編程技術(shù),,成功撥回了機(jī)體發(fā)育和衰老的時鐘,,使得衰老的人類皮膚細(xì)胞‘返老還童’為人類胚胎時期的多能干細(xì)胞?!眲⒐饣劢榻B說,,這些年輕的干細(xì)胞再經(jīng)過定向分化變身為神經(jīng)或心血管細(xì)胞,,進(jìn)而成為研究人類衰老和老年病的重要工具。
另外,,在誘導(dǎo)多能干細(xì)胞里進(jìn)行靶向基因修復(fù),,還能糾正病人基因組中的致病遺傳突變。通過遺傳敲入技術(shù)還可在體外創(chuàng)建任何遺傳背景明確的病人特異的人類胚胎干細(xì)胞系,,為人類疾病分子遺傳學(xué)的研究提供了可行性,。
目前,劉光慧研究組已經(jīng)采用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù),,建立了第一個人類兒童早衰癥的研究模型,,并在患者誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中首次實現(xiàn)安全有效的遺傳突變矯正。
不過,,無論是衰老機(jī)制研究還是抗衰老實踐,,在湖北中醫(yī)藥大學(xué)教授王平看來,這都要與中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)和中國文化的精華相結(jié)合,。
“中醫(yī)素有‘老人多痰’之說,,‘痰’既是衰老過程中的病理產(chǎn)物,又是引發(fā)各種老年疾病的重要因素,?!蓖跗秸J(rèn)為,中醫(yī)的化痰方藥具有一定的抗衰老作用,,其機(jī)制包括減輕自由基損傷,、改善血液循環(huán)等。用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段闡明“痰”的致病機(jī)理,,并開展相關(guān)藥物研究具有廣闊的應(yīng)用前景,。
可以說,尋找抗衰老的“金鑰匙”是生命科學(xué)領(lǐng)域里一個巨大的科研難題,,需要多學(xué)科交叉,,然而國內(nèi)衰老研究在生物學(xué)機(jī)制方面的探索卻相對匱乏。
“歐美國家有很好的衰老研究和資助機(jī)構(gòu),,為研究提供基礎(chǔ)保障,,但在中國卻非常罕見,甚至在國家設(shè)立的科研項目里,,與衰老基礎(chǔ)生物學(xué)研究相關(guān)的相對較少,。”劉光慧坦言,。
中國醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授于艷秋也表示,,在延緩衰老等方面的干細(xì)胞臨床應(yīng)用研究上,國內(nèi)目前還面臨基礎(chǔ)理論,、實驗技術(shù),、行業(yè)法規(guī)和法律倫理等方面的問題,,這些問題使得干細(xì)胞真正用于臨床還有很長的路要走。