抗衰新趋势 | 优化配置生命“操作系统”!

解决衰老的根本原因,以延长人类寿命,尤其是健康寿命,想实现这一目标还有很长的路要走,但科学家应该胸怀大志,为了实现这样的梦想而不断尝试。
哈佛大学的研究团队宣布其一项历时13年的开创性衰老研究成果被顶级学术期刊Cell 接收。这项历时13年的研究证明了,表观遗传变化是导致哺乳动物衰老的主要原因,而恢复表观基因组的完整性可以逆转衰老的迹象。这项研究意味着,癌症、糖尿病、阿尔茨海默病这些年龄相关疾病可能有相同的潜在病因,可以通过单一治疗逆转,从而治疗或治愈与年龄有关的疾病。

 

预计这些发现将改变我们看待衰老过程的方式,以及我们治疗与衰老相关疾病的方式。对表观遗传过程进行调控比逆转DNA突变更容易。通过表观遗传学而不是遗传学来预防和治疗与年龄相关的疾病和损伤或许是更好的途径。
几十年来,衰老研究领域的一个主流理论是——衰老源于DNA变化的积累,主要是基因突变,随着时间的推移,这些DNA变化会阻止越来越多的基因正常运作。这些故障反过来会导致细胞失去它们的特性,从而导致组织和器官崩溃,最终导致疾病和死亡。

 

然而,近年来,越来越多的研究表明,事情并非如此。例如,有研究发现,一些具有高突变率的人和小鼠没有表现出过早衰老的迹象。而许多类型的衰老细胞却很少或没有突变。
表观遗传学的一个组成部分是物理结构,例如组蛋白,组蛋白将DNA捆绑成致密压缩的染色质,并在需要时解开部分DNA,当它们被解开时,才可以进行复制、转录,以及生产蛋白质。因此,表观遗传因子能够决定特定时间里特定细胞的哪些基因是活跃还是不活跃。

 

对于生物体而言,每个细胞上基本都有相同的DNA,但不同细胞的表型却有明显差异。例如人类,皮肤细胞、心脏细胞、肌肉细胞、神经细胞,虽然有着相同的DNA,但无论是外形还是功能,都截然不同。这正是表观遗传分子作为基因活动的开关,帮助决定了不同细胞的类型和功能。
通俗地说,表观遗传学就像是细胞的一个操作系统,告诉不同细胞如何以不同的方式使用相同的遗传物质。
一开始,表观遗传因子会暂停它们正常的调控基因的工作,转移到DNA断裂处协调修复。之后,这些表观遗传因子回到了它们原来的位置。但随着时间的推移,情况发生了变化。研究团队注意到,这些表观遗传会“迷失”,在帮助修复断裂后不再返回。这导致表观基因组变得杂乱无章,开始失去原始信息,染色质以错误的模式压缩和解开,这是表观遗传功能障碍的标志。
当小鼠失去了年轻时的表观遗传功能时,它们的外表和行为开始变得衰老。研究团队发现了它们的衰老生物标志物增加,细胞失去了原有特性,组织和器官功能失调。

哪个器官老得快?看个图就明白!

 

来自美国杰克逊实验室等多家机构的科学家们通过研究绘制出了衰老细胞以及其对机体衰老和人类健康影响的图谱,该研究发表在国际杂志Nature Aging上。研究人员重点对机体的衰老细胞进行了相关研究,衰老细胞能停止分裂以应对压力,其似乎在人类健康和机体衰老过程扮演着非常重要的角色,最近对小鼠的研究结果表明,清除其体内的衰老细胞或能减缓与年龄相关的机体功能异常以及疾病的发生,同时还能减少全因死亡率。

 

美国NIH的研究人员发起了一项广泛性的研究计划。研究人员于2021年成立的SenNet研究联盟建立了能收集并分析人类数据的研究中心,研究人员将会收集并分析来自健康人群跨越其生命周期的18种组织,从而来分析机体衰老细胞的全部范围以及其如何促进机体的衰老过程。

 

研究人员对于机体衰老的慢性疾病发生相关的相关组织进行分析,比如来自肾脏、胎盘、胰腺和心脏中的衰老细胞等。同时他们还将利用其遗传多样性的小鼠模型(包括多样性远交群小鼠群体)来模拟一系列分子衰老特征,并通过专门的工程化改造小鼠来对衰老细胞群进行可视化分析。

 

机体衰老网络建立的目的并不仅仅是建立机体中衰老细胞的蓝图以及了解衰老细胞的生物学特性;衰老治疗学对于人类健康衰老的潜在益处让研究人员非常兴奋,而其或许还存在其它可能性的临床应用,比如帮助识别出患年龄相关疾病高风险的特定人群等。