三十年前,人们在线虫研究中认识到:对于某些生物来说,只需要几个基因就能将寿命延长两倍。此后伴随着人类文明进程的话题“抗衰老”研究迎来了新的黄金时期。
日前《Cell》刊登了一篇来自欧洲科学家关于衰老研究的详尽综述。文中列举了目前哺乳动物衰老研究中的全部九种分子指标,并探讨了这些指标的抗衰老潜力,同时也澄清了该领域中的一些传言,例如抗氧化剂能够用于延缓衰老等。
本篇综述着重于迄今为止的分子和遗传学证据,对衰老研究进行系统回顾和梳理。文章认为,理解和研究衰老也有助于人们对抗癌症和一些其它疾病。衰老是一生中DNA损伤累积的结果,而DNA损伤累积也会引发癌症、糖尿病、心血管疾病和阿尔茨海默症等神经退行性疾病。文章指出,癌症和衰老的根源是一样的,可以说是同一基础过程的两种不同表现。
研究人员强调,衰老研究的目的并不是消除皱纹,也不是不惜任何代价延长寿命,而是旨在寻找治疗靶标以改善正常衰老时的人体健康。
一级指标:诱因
文章将九种衰老的分子指标进行了分级:首要指标(触发因子)、机体对触发因子的应答、最终的功能性缺陷。这样的分级非常重要,因为对不同等级进行干预,会产生不同的效果。如果作用于基础性的机制,就可以延缓许多器官和组织的衰老。
文章列举的首要衰老指标包括:基因组不稳定、端粒缩短、表观遗传学改变、和蛋白内稳态丧失。
基因组不稳定性是指,在内因或外因的作用下,随着时间推移而累积的基因缺陷。端粒是染色体末端的保护性结构,端粒缩短其实也属于一种基因组不稳定。但由于端粒缩短在衰老中非常重要,因此文章将其独立出来作为一种首要指标。表观遗传学改变是指环境和生活经历对我们产生的影响。如果无法及时清除缺陷型的蛋白,就会导致蛋白内稳态的丧失,引发衰老相关疾病。例如在阿尔茨海默症中,无法清除的蛋白形成斑块,导致神经元死亡。
二级指标:双刃剑
对于上述触发因素,机体会启动校正机制进行应答,而这些机制本身可能产生危害,文章将这类“双刃剑”指标分为第二级。当细胞中出现太多缺陷时,为了防止癌症,机体会通过细胞老化使其停止分裂。但细胞老化过度,就会造成组织或机体的衰老。此外,这一级的指标还包括:与自由基相关的氧化损伤(线粒体功能障碍)、代谢衍生机制(指热量限制可延长寿命的理论)。这两个指标一直处于衰老领域争论的核心。
文章指出,所有证据都表明延长寿命的秘诀,比使用抗氧化药物或减少食量要复杂得多。虽然大量的自由基可能有害,但它们的存在也会触发保护性的应答。研究人员坚持认为,没有任何遗传学证据能说明,增强机体的抗氧化防御能够延缓衰老。另外,虽然热量限制在动物实验中有效,说明机体可能会因为营养不足而启动保护性机制,但研究人员断言长期过度的营养缺乏,也同样会引起疾病。
三级指标:“亡羊补牢”
机体在受到一二级指标产生的损伤后,会尽力进行补救,当这种努力失败时,就会形成衰老研究中的第三纪指标。例如,组织中的干细胞耗竭,导致无法进行再生。或者细胞间通讯发生故障,引起炎症等问题,而慢性炎症与癌症有关。
文章指出,衰老研究现在面临的挑战是,理解上述指标之间的关联,并寻找加以控制的方法。文章回顾了目前的一些治疗靶标,并阐述了一些有望延缓衰老的方案。例如,有研究可以在小鼠体内停止甚至逆转端粒的缩短。
研究人员指出,我们在不久的将来就有望延长寿命。虽然说,通过治疗减少或纠正基因组损伤,仍然是个遥远的目标。但针对代谢调节系统的干预措施,可能更容易实施。