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衰老,是人類從古至今都無(wú)法解決的一大難題。如何延緩衰老,成為了科學(xué)界從沒(méi)有停止探索的核心課題。 如何才能在人生的最后階段避免疾病的折磨,如何在中年以后遠(yuǎn)離心血管疾病,骨質(zhì)疏松,癌癥,阿爾茲海默癥,糖尿病等疾病,在120歲的時(shí)候仍然可以以健康的身體狀況生活? 要研究為什么變老,我們首先要討論一下,「衰老」指的是什么。 我們對(duì)“變老”這個(gè)詞很熟悉——白頭發(fā)、皺紋、老花鏡… 那從生物角度來(lái)講,要明白生物的衰老,我們必然要從細(xì)胞的衰老講起。 細(xì)胞衰老,一般認(rèn)為指的是,隨著時(shí)間推移,細(xì)胞對(duì)壓力和其他細(xì)胞損傷的抵抗力逐漸下降,導(dǎo)致細(xì)胞功能逐漸喪失,細(xì)胞活率下降。 延緩衰老,增壽15%的秘密就藏在干細(xì)胞中 美國(guó)愛(ài)因斯坦醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家蔡?hào)|升團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),大腦下丘腦中的干細(xì)胞可以控制身體老化發(fā)生的速度。在小鼠研究中的這一發(fā)現(xiàn),可能會(huì)為防止與年齡有關(guān)的疾病發(fā)生和延長(zhǎng)壽命帶來(lái)新的策略。 蔡?hào)|升表示說(shuō):“我們的研究表明,下丘腦神經(jīng)干細(xì)胞的數(shù)量在動(dòng)物的生命周期內(nèi)自然下降,而這種下降加速了衰老。但我們同時(shí)發(fā)現(xiàn)這種損失的影響并非不可逆轉(zhuǎn),通過(guò)補(bǔ)充這些干細(xì)胞或它們產(chǎn)生的分子,就可以減緩甚至逆轉(zhuǎn)全身老化的各個(gè)方面?!?/span> 延長(zhǎng)壽命15%的密鑰——神經(jīng)干細(xì)胞 神經(jīng)干細(xì)胞是存在神經(jīng)系統(tǒng)中的干細(xì)胞,它有分化為組成大腦細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞的潛力,并擁有自我更新的機(jī)制(一般細(xì)胞分化成腦細(xì)胞后,就會(huì)停止增生;但干細(xì)胞還會(huì)繼續(xù)增生),因此可以修補(bǔ)腦細(xì)胞,它修補(bǔ)腦細(xì)胞的機(jī)制如下: n 修補(bǔ)損傷細(xì)胞:患者神經(jīng)或腦組織損傷部位,會(huì)釋放趨集因子,吸引干細(xì)胞透過(guò)血腦屏障,高度聚集在損傷部位,并且分化成能修補(bǔ)損傷處的神經(jīng)細(xì)胞或腦組織。 n 促進(jìn)修復(fù):分泌多種促進(jìn)神經(jīng)發(fā)育的生長(zhǎng)因子,促進(jìn)受傷組織的修復(fù)。 n 建立新回路:可以增加神經(jīng)突觸的聯(lián)系和傳導(dǎo)訊號(hào)功能,建立新神經(jīng)傳導(dǎo)回路。 神經(jīng)干細(xì)胞的凋亡導(dǎo)致衰老 研究人員首先通過(guò)觀測(cè)健康小鼠的衰老過(guò)程研究了這些細(xì)胞的命運(yùn)。當(dāng)小鼠達(dá)到約10個(gè)月時(shí),下丘腦干細(xì)胞的數(shù)量開(kāi)始減少,這是在老化開(kāi)始出現(xiàn)常見(jiàn)跡象之前的幾個(gè)月。蔡博士說(shuō):“小鼠到了晚年(大約2歲),大部分這些細(xì)胞已經(jīng)不見(jiàn)了。” 研究人員選擇性地破壞中年小鼠的下丘腦干細(xì)胞,并觀察會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。蔡博士說(shuō):“與對(duì)照組健康小鼠相比,這種破壞大大加速了老化,且干細(xì)胞被破壞的小鼠更早死亡。” 既往的這些研究表明,下丘腦與衰老密切相關(guān)。在人體中,這塊腦區(qū)負(fù)責(zé)調(diào)控激素分泌,能影響人體生長(zhǎng)發(fā)育,以及代謝繁殖。 早在2013的《Nature》雜志上,愛(ài)因斯坦醫(yī)學(xué)院的研究人員驚訝的發(fā)現(xiàn),下丘腦對(duì)人體的衰老進(jìn)程也有著調(diào)控作用,能影響人的壽命。現(xiàn)在,科學(xué)家已經(jīng)確定下丘腦中控制衰老的細(xì)胞,是很少一部分可以形成腦神經(jīng)元的成熟神經(jīng)干細(xì)胞。 下丘腦干細(xì)胞如何發(fā)揮作用 蔡博士和同事們發(fā)現(xiàn),下丘腦干細(xì)胞似乎通過(guò)釋放稱為微小核糖核酸(miRNAs)的分子發(fā)揮其抗衰老作用。它們不參與蛋白質(zhì)合成,而是在調(diào)節(jié)基因表達(dá)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。miRNAs被包裹在稱為外來(lái)體的微小顆粒內(nèi),下丘腦干細(xì)胞將其釋放到小鼠的腦脊液中。 研究人員從下丘腦干細(xì)胞中提取了含有miRNA的外來(lái)體,并將其注入兩組小鼠的腦脊液:下丘腦干細(xì)胞被破壞的中年小鼠和正常的中年小鼠。通過(guò)組織分析和行為測(cè)試顯示,這種治療顯著減緩了兩組動(dòng)物的老化,測(cè)試包括評(píng)估小鼠的肌肉耐力、協(xié)調(diào)、社會(huì)行為和認(rèn)知能力等變化。 目前,研究人員正試圖確定miRNAs的特定種群以及負(fù)責(zé)抗衰老作用的這些干細(xì)胞分泌的其他因子,這是減緩衰老過(guò)程、治療與年齡相關(guān)疾病的必要條件。 干細(xì)胞增壽15%的小鼠實(shí)驗(yàn) 我們的研究表明,下丘腦神經(jīng)干細(xì)胞的數(shù)量在動(dòng)物的生命周期內(nèi)是一直在自然下降的,而這種下降加速了衰老的進(jìn)程。但我們發(fā)現(xiàn),這個(gè)過(guò)程是可逆的,通過(guò)補(bǔ)充這些干細(xì)胞或它們產(chǎn)生的分子,可以減緩甚至逆轉(zhuǎn)整個(gè)機(jī)體各個(gè)方面的衰老。 當(dāng)研究員往小鼠體內(nèi)注射毒素特異性地殺死這些干細(xì)胞的時(shí)候,他們觀察到小鼠衰老的過(guò)程加快,出現(xiàn)記憶力下降、肌肉力量衰退、耐力和協(xié)調(diào)性下滑的現(xiàn)象。“干擾這些干細(xì)胞,極大加速了衰老速度,”蔡教授說(shuō):這些神經(jīng)干細(xì)胞被摧毀的小鼠,死得要比對(duì)照組更早。 既然干細(xì)胞減少可能會(huì)影響小鼠的壽命,那么增加下丘腦里的神經(jīng)干細(xì)胞,會(huì)不會(huì)延長(zhǎng)小鼠的壽命呢? 在接下來(lái)的研究中,研究人員在新生小鼠下丘腦內(nèi)注射了兩種不同的神經(jīng)干細(xì)胞:第一種未經(jīng)改造,注射后很容易就會(huì)死亡,相當(dāng)于沒(méi)注射; 第二種經(jīng)過(guò)了改造,注射后能存活很久。 四個(gè)月后,這些小鼠與第一種未經(jīng)改造的同齡小鼠相比,明顯具有較強(qiáng)的認(rèn)知力和肌肉功能。平均而言,這些小鼠的壽命延長(zhǎng)了10%到15%。 人體臨床試驗(yàn)備受矚目 小鼠實(shí)驗(yàn)的成果,相當(dāng)于80歲的人類可以延長(zhǎng)壽命至92歲。 因此,研究團(tuán)隊(duì)希望可以利用這個(gè)生物技術(shù)來(lái)幫助人類延長(zhǎng)壽命并對(duì)抗老化和老化衍生的相關(guān)疾病。不過(guò)要進(jìn)行人體臨床實(shí)驗(yàn)前,必須先培養(yǎng)出人類的神經(jīng)干細(xì)胞,并利用基因技術(shù)讓干細(xì)胞擁有抗發(fā)炎環(huán)境的特性,才有可能重復(fù)小鼠實(shí)驗(yàn)中對(duì)抗老化的機(jī)制。 盡管有這些懸而未決的問(wèn)題,但這是一項(xiàng)令人震驚的發(fā)現(xiàn),讓我們知道了下丘腦干細(xì)胞對(duì)于延緩衰老的重要性,同時(shí)也意味著,補(bǔ)充下丘腦干細(xì)胞,或許能夠減緩人類衰老。 蔡博士建議針對(duì)下丘腦的抗衰老療法可能需要在中年時(shí)期進(jìn)行,這個(gè)時(shí)期一定把握在一個(gè)人的肌肉和新陳代謝發(fā)生退化但是還可以逆轉(zhuǎn)之前。 目前干細(xì)胞被廣泛應(yīng)用于衰老相關(guān)性疾病或慢性病的治療中,包括衰老綜合征,帕金森、肌肉萎縮癥、糖尿病,神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病等。 干細(xì)胞技術(shù)為再生醫(yī)學(xué)開(kāi)啟了新的篇章,也許未來(lái)不久,我們真的能夠完全掌控長(zhǎng)生的秘訣,讓我們拭目以待! |
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