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长寿科学研究我们如何衰老

已有 2478 次阅读 2024-1-2 20:10 |系统分类:海外观察

我们如何衰老:长寿科学 Coleen T. Murphy 普林斯顿大学出版社(2023 年)

不管年轻人怎么想,随着成年期的进展,衰老是不可避免的。在《我们如何变老》一书中,遗传学家科琳·墨菲(Coleen Murphy)没有提供保持青春的灵丹妙药。相反,她对老龄化研究的状况进行了学术性的描述,既生动又个人化。她还对领导研究实验室的起起落落提供了真正的见解。

The research aiming to keep people healthier for longer (nature.com)

这本书是对无脊椎动物模式生物力量的赞歌,例如蠕虫秀丽隐杆线虫和果蝇果蝇黑腹果蝇,它们经常用于生物学实验。这些生物体是神经科学、遗传学、免疫学、新陈代谢和衰老的发现引擎。这些物种的许多发现适用于脊椎动物模式生物,如小鼠,以及人类。

1990 年代初期的一个里程碑式的发现是,只要 daf-16 基因活跃,秀丽隐杆线虫 daf-2 基因的突变就可以使蠕虫的寿命比正常人长两倍以上。在接下来的 20 年左右的时间里,很明显,daf-2  daf-16 基因通过触发一系列保护机制,在条件恶劣或食物稀缺时共同作用以保护蠕虫。daf-2突变通过启动保护性细胞过程(如蛋白质质量控制)和降低有害的代谢活动来延长寿命。

这些结果表明,衰老是一个可塑的过程,因此可以用药物来靶向衰老。《我们如何老化》关注的是这些发现之后研究的爆炸式增长。

2000 年代初期,与 daf-2  daf-16 相关的基因被证明可以延长果蝇和小鼠的寿命。 相当于daf-16的人类基因突变与长寿有关。

墨菲概述了可能影响寿命的广泛生物学因素,包括DNA损伤和表观遗传修饰:在不改变DNA序列的情况下影响基因表达的分子变化。她解释说,在青年时期,基因的表达受到严格调控。但是这些控制机制在衰老过程中会出错。细胞成分,尤其是蛋白质,可能变得过于稀缺或过于丰富,从而阻止细胞正常运作。对抗衰老影响的基因突变,以及饮食摄入等生活方式措施,都会影响这些细胞过程。关于这些过程和其他与衰老相关的过程的大量生物学细节使本书成为该领域工作人员的宝贵资源。

记忆的持久性

作者提出了一些有趣的证据,证明衰老可能受到跨代遗传的影响,即一代人的环境影响,如饥饿和创伤,可以对多代后代产生生物学影响。正如她所指出的,在小鼠和人类中发现这种现象的证据很有趣,但在很大程度上是相关的。她实验室的研究人员发现,当秀丽隐杆线虫感染假单胞菌时,五代后代会记住感染引起的疾病,并会避免食用被细菌污染的食物。

记忆的本质似乎是蠕虫通过其精子和卵细胞向下传递的小RNA分子。这些分子以某种方式改变了动物的神经元活动,使它们避开了细菌。墨菲提出,这种压力的跨代传递在衰老中可能很重要,因此值得进一步研究。

另一个引人入胜的研究领域是共生,其中两种动物共享生理系统。1950年代,美国生物学家克莱夫·麦凯(Clive McCay)和他的同事将老年和年轻大鼠的皮肤缝合在一起,使它们具有共同的血液循环。实验人员注意到有迹象表明,老老鼠的软骨变得更健康了。从那时起,小鼠的共生实验表明,年轻的血液可以使衰老的身体恢复活力。越来越多的证据表明,年轻血液血清中的分子以某种方式增强了干细胞功能,帮助干细胞修复旧的和受损的组织。其中一些恢复活力的血清分子现在是已知的;墨菲解释说,随着年龄的增长,它们的混合物可能会提供一种维持认知功能并避免痴呆的方法。

作者在讨论老龄化研究的伦理问题时深思熟虑。她指出,19世纪中叶以来,人类预期寿命大幅增加,在许多国家从40岁左右增加到今天的80多岁,这是值得庆祝的。在世界大部分地区,更好的生活条件和医疗保健改善了各个年龄段人们的健康状况。但是,人们在生命即将结束时花费更多的时间经历健康状况不佳 - 例如,在英国,男性估计为16年,女性为19年。

也许医疗干预会有所帮助。但墨菲不厌其烦地指出,老龄化期间健康状况不佳通常是社会经济劣势的结果,公平获得任何抗衰老干预措施都是必不可少的——特别是因为这些干预措施可能对最弱势群体有最大的好处。

Mohammed Gulman, 97 years old, practices a traditional dance with old friend Haider Kahn, age 92, for an upcoming festival July 4, 2007 in Passu, Upper Hunza Valley, Pakistan.

在她自己的实验室里,墨菲的目标是找到在人们生命的尽头压缩健康不良时期的方法。对动物的研究可能为如何实现这一目标提供线索。例如,具有突变daf-2基因的蠕虫在老年时仍保留着移动,学习和记忆气味和味道的能力。从成年早期开始,将小鼠的饮食限制约40%,会增加小鼠开始出现健康状况不佳迹象的平均年龄。

在本书的最后,墨菲从基础研究转向临床研究。超级富豪和生物技术公司正在大力投资药物,以预防衰老的弊病。正如作者所说,有些方法比其他方法更稳固。

肠道和皮肤中微生物的健康组合可能对衰老过程中的健康很重要。然而,墨菲指出,这一想法的证据几乎完全是相关的,尽管市场上已经有许多产品声称可以通过改变肠道菌群来促进健康。

相比之下,对抗随着年龄增长而积累的有害衰老细胞影响的药物的临床试验开始显示出一些希望,例如通过提高与衰老相关的肺部疾病特发性肺纤维化的人的步行速度。

最后,尽管饮食限制对动物有效,但人类在临床试验中一直在努力遵循有节制的饮食。用药物捕捉饮食限制或运动的好处的想法越来越受欢迎。使饮食和运动有益的分子机制越来越被人们所了解,其中一些是现有药物的靶点。研究人员希望重新利用这些药物来获得健康生活方式的一些好处。

《我们如何老化》对研究人员特别有用,但它也应该吸引普通读者,他们想知道如何才能达到目前对衰老的理解,以及以更好的状态经历衰老的前景。



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