- 生命八卦:聪明而又愚蠢的人体
- 袁越
- 1322字
- 2021-08-30 18:37:23
细胞的年龄
关于衰老,大自然还有很多未解之谜,有待我们进一步探索。
我们很容易知道动物的年龄,但动物体内单个细胞的年龄就不那么好猜了,因为动物体内有些细胞从来不分裂,它们的寿命和动物的年龄一样长。另一些细胞则一直在分裂,它们的年龄就要比动物的实际年龄年轻很多。
那么,究竟应该如何测量细胞的实际年龄呢?美国索尔克生物研究所(Salk Institute)的马丁·赫泽尔(Martin Hetzer)博士决定研究一下这个问题。他和同事们发明了一套杂交成像法(MIMS–EM),配合以适当的同位素标记,就可以测出动物体内任何一个细胞的年龄。
为了验证这套方法的准确性,研究人员先测了测小鼠的脑细胞。已知哺乳动物的大部分脑细胞自生下来之后便不再分裂了,所以脑神经元的年龄和该动物的实际年龄应该是一样的。测验结果表明这套方法是可靠的,测出来的小鼠脑神经元年龄与小鼠的实际年龄完全一样。
接下来,研究人员运用这套方法测量了小鼠的肝脏和胰腺。这两个器官此前都被认为是一直不断地在更新的,它们的细胞理应都很年轻才对。但测量结果让科学家们大吃一惊,两个器官内都能发现很多年龄和小鼠一样大的细胞,说明这些细胞从小鼠生下来开始就不再更新了,而是一直活着。
赫泽尔博士将研究结果写成论文发表在2019年6月6日出版的《细胞/新陈代谢》(Cell Metabolism)分册上。这个结果说明哺乳动物的细胞的复杂性远比此前想象的要大很多,很多细胞看上去一模一样,功能也差不多,但年龄却相差极大,科学术语称之为“年龄镶嵌”(age mosaicism)。此前只在低等生物中发现过这一现象,如今在小鼠这样的高等生物中也发现了,说明这是生物界的常态。这种新老混杂的细胞结构对于哺乳动物的器官健康有何影响?抗衰老究竟应该是想办法减少老龄细胞的数量,还是延长这些老龄细胞的寿命?这些问题都需要进一步的研究才能给出答案。
从新陈代谢的角度来看,一个细胞的健康状况和它的年龄没有必然联系。壮年哺乳动物的脑神经元虽然年龄已经很大了,但其新陈代谢的状态和年轻时差不多,因为这些细胞内有很多抗衰老调控程序,负责维持细胞的健康水平、延缓衰老的速度。
已知哺乳动物体内有两套非常重要的抗衰老调控程序,一套叫作雷帕霉素靶蛋白系统(mTOR),另一套叫作线粒体活性氧蛋白系统(ROS),两套系统合起来可以解释三分之二的衰老指标变化。换句话说,我们的身体之所以能够保持年轻,一大半的原因要归功于这两套分子调控程序。
美国迈阿密大学医学院的克莱斯·瓦勒斯泰特(Claes Wahlestedt)博士决定研究一下这两套调控程序的运行模式,结果发现它们在50多岁之前一直非常活跃,一旦过了这个年龄段便会停止运行,不再保护我们了。
“人类的寿命在哺乳动物当中算是相当长的,原因就是我们的抗衰老分子调控程序非常复杂,这一点和人类相对复杂的基因组有关,说明我们的长寿是进化的结果。”瓦勒斯泰特博士解释说,“但是,这套程序在50多岁之后就会自动关闭,说明进化本不希望我们活过50岁。”
瓦勒斯泰特博士将实验结果写成论文,发表在2019年6月6日出版的《衰老细胞》杂志上。瓦勒斯泰特博士认为,如果后续实验证明这一现象是普遍存在的,那就意味着一个人60岁之后再去抗衰老是没有用的。
不过,这也许是大自然进化出来的一种防御机制,因为一旦过了某个年龄段,细胞衰老保护机制就不应该太活跃了,否则就会得癌症了。