自古以来,长生不老一直是人类孜孜以求的目标。 随着的年龄增加,一些老年性疾病的发生率也会随之增加,比如阿尔茨海默氏症。 也是我们通常所说的老年痴呆,还有癌症、糖尿病的发生率会大幅度提高,所以衰老也是老年疾病最大的风险因素。 随着人类预期寿命的延长,老龄人口急剧增长。2017年,全球60岁以上的老年人口已经达到10亿,到2050年这个数字将增加到21亿。 如此严峻的全球人口老龄化问题,需要我们研究衰老、理解衰老,寻找预防衰老、抵抗衰老的方法。 尽管人类几千年来一直在孜孜以求长生不老,但是真正科学意义上的衰老研究,时间其实并不长。 1 衰老研究现状 ?目前大部分的衰老研究都集中在如何延长寿命这一方面。科学家是如何研究寿命的呢?他们用什么来研究寿命呢?能不能用人作为对象来研究寿命呢? 我们都知道,人的寿命很长。当我们去研究别人寿命的时候,有可能还活不过人家,所以人不太合适作为研究对象。 因此科学家用寿命周期比较短的生物,比如几天的酵母、几周的线虫、几个月的果蝇、两三年的小鼠,还有十几年的猴子。 当然,最近由于基因技术的发展,科学家也开始研究长寿老人,在长寿老人中探索长寿的原因。 在几十年的衰老研究历史中,许多科学家做了非常重要的贡献。 其中有两位科学家,一位是叫托马斯·约翰逊,来自美国科罗拉多大学,他第一个发现基因变异可以延长动物寿命。 另外一位科学家是来自加州大学旧金山分校的Cynthia Kenyon教授,她提出了动物的寿命是可以受基因调控的。 这是两项非常重要的工作,因为在他们开始研究衰老的时候,也就是上世纪八十年代末、九十年代初。 人们一直认为衰老是一个不可逆、不可调控的,就像机器损耗那样,用久了就坏了。 他们的工作突破了概念上的束缚,为衰老研究做了非常大的推动作用,从此衰老研究迅速发展。 这两位科学家到底发现了什么? 第一位科学家托马斯·约翰逊发现了一个叫AGE-1的基因,就是图中横线划的基因,它的基因变异可以延长一个模式生物——线虫的寿命。 另外那位女科学家,她发现的是一个叫DAF—2的突变体,抑制这个突变体可以延长线虫的寿命,可以延长1倍。 大家想象一下,我们人的寿命大概是80岁,延长1倍就意味着160岁,这是一个非常可观的数字。 这两个基因都属于一条信号链上的基因,就是一个胰岛素信号通路。 这是什么意思呢? 我们把这个胰岛素信号通路看成多米诺骨牌,这里面的基因可以看成一个一个骨牌。 胰岛素就像一个推手,一推,一个个纸牌就把信号传过去了,最后可以触发一个延长寿命的机制,从而延长动物的寿命。 这是科学家发现的第一条长寿基因通路。后来发现,这条通路在小鼠上也是可以控制寿命的,跟人的寿命也有着密切的关系。 也就是说,这个通路在进化上是非常非常保守的。 现在科学家们已经知道有上百个基因可以调控动物的寿命,也就是说可以延长寿命。 此外,有一些化合物、药物发现也可以延长动物的寿命。比如说,有一种治疗糖尿病的药,叫二甲双胍,这个药是可以延长寿命的。 这就意味着有些长寿基因延长的是一个状态不太好的寿命,实际上这不是我们想要的。我们想要的是既能延长寿命,又能实现健健康康的衰老。 这是一个非常悲哀的事情,不知道自己的家住在哪里,不认得自己的亲人了,最后可能连自己是谁也不知道了。 我们从外面接收的一些信息,会通过神经元传递到大脑中,在大脑中进行信息整合,形成学习、记忆、思维、情绪等等。 比如说我们听别人讲个故事,这个故事我们听进去之后,经过大脑整合后,觉得是一个很好笑的故事,我们就会产生哈哈大笑的行为,这就是大脑非常重要的功能,它是行动的指挥部。 下面的图是老年痴呆病人的脑,可以看到脑的体积已经变小了,有一些脑区已经变空了,没有了。 而这些脑区就是负责学习和记忆的脑区,这就是为什么病人的学习记忆能力没有了的原因。这是一件非常可怕的事情。 刚才跟大家提到,现在大部分的衰老研究都集中在如何延长寿命这方面,我们至少做到了在动物上可以延长寿命。 这些延长的寿命是不是都是健康寿命呢?实际上目前还不太清楚,所以我们要去研究健康衰老。 关于健康衰老的研究? 研究健康衰老应该从哪个角度开始研究呢? 大家都有这样的经历,同样是四五十岁的中年人,有一些很早就成为中年油腻男了,有些还像二三十岁小鲜肉,人跟人之间衰老的差异是如此不同。 在认知方面我们也有间接或直接经验。有些人会衰老得很快,比如七八十岁的时候会有一个断崖式的衰老,然后很快变成痴呆了。 还有一部分人能够终生保持很高的认知水平,越活越精神。 比如着名画家齐白石,他的作品越到晚年越成熟,画作也是越到晚年卖的价格越高。 正因为这些健康老人的存在,使我们有信心去实现健康衰老。 那么健康衰老的老人是因为运气好、生活习惯好,还是有基因方面的因素? 实际上目前还没有相关的研究。假如说我们能够把这些因素都找出来,对于帮助我们实现健康衰老将会有一个非常非常好的提示。 我们采用了一个非常经典的研究衰老的动物,叫秀丽线虫。 秀丽线虫是研究衰老非常重要的模式生物,它在衰老研究领域做了很大的贡献,很多重要的长寿通路都在线虫上首先发现的,然后再在小鼠和人身上进行验证。 我们为什么会选用线虫作为衰老的研究对象呢? 因为线虫很小,它只有1毫米,很容易养;另外它生活周期很短,基本上三个星期生命周期就结束了。 还有,在线虫上我们可以随便进行转基因等操作,没有伦理上的问题,这就是我们用线虫研究衰老的原因。 另外一个问题是线虫能不能老? 年轻的线虫运动得很好,老的线虫已经不能运动了,状态很不好。这说明线虫也会衰老,在衰老的过程中运动能力等方面会有非常大的退化。 我们确实发现了线虫有衰老速度的差异,比如说它在雄虫交配能力上有非常大的差异,在进食能力、运动能力上,不同的线虫也有所差别。 这个差别是不是由于基因组上细微的差别造成的?如果是的话,到底会具体在哪个基因上有这样细微的差别,从而造成了衰老速度的差别? 我们大脑中实际上有两种形式的细胞。 一种是我们都知道的神经元,另外一种叫胶质细胞,也叫神经胶质,大脑里面它比神经元还多,大约是神经元数目的10倍。 胶质细胞主要起到支持、营养神经元的作用。当然它也可以分泌一些活性物质,比如说神经肽。 神经肽是什么? 神经肽是大脑中除了神经递质之外的,另外一种非常重要的生物活性分子,它可以调控学习记忆、调控睡眠、调控痛觉等等许多行为。 比如说女同志怀孕了,她的情绪方面、个性方面可能会有一些比较大的变化,这个变化就是因为一些神经肽,比如催产素量的变化造成的。 一些衰老快的线虫,比如说英格兰品系的线虫,它的胶质细胞可以分泌一种神经肽,是完全新的神经肽,命名为叫RGBA—1,就是衰老调控基因神经肽。在神经元上发现了有一个神经肽的接收器,我们叫它NPR-28受体。 神经肽分泌之后可以激活含有接受器的神经元的活性,然后促进衰老的一些通路,能够促进整个线虫快速衰老。 在衰老比较慢的品系里面,由于这两个基因,就是神经肽跟它受体基因上有一些细微的差别,这个差别造成了要么神经肽分泌少,要么受体活性降低,要么两者都有。 这就导致这个通路被堵住了,线虫就不衰老,或者衰老比较慢,这是我们最近的一个工作。 我们这个工作是世界上第一次从个体衰老速度差异的角度来研究健康衰老,为健康衰老的研究提供了一个非常新的思路。 至于神经肽以及它的受体是不是在人身上也有相同的功能,我们还需要进一步研究。 我们已经步入老龄化社会,大家都非常重视衰老研究,但是都集中在寿命调控方面,都在想办法延长寿命。 相对来说,研究健康衰老的人很少,我们对脑健康衰老的理解非常肤浅。 现在对老年痴呆这样的退行性疾病,我们还是束手无措,亟需更多的科学家加入到健康衰老这方面研究来,也需要社会、需要大众支持我们健康衰老的研究。 |
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