科学家发现控制细胞老化的主回路
科学家发现操纵优化细胞衰老途径
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科学家发现操纵优化细胞衰老途径

2020-07-23 12:42 主页 来源:未知
科学家发现操纵优化细胞衰老途径

变老难以避免,但科学家们已经离延缓人类衰老的进程又近了一步。据美国有线电视新闻网(CNN)报道,近日《科学》杂志发表的最新研究,已揭示衰老之谜背后的关键机制。研究提出,可通过合理设计基因或化学疗法对细胞进行“重新编程”,最终有可能延长人类寿命并延缓衰老。
 
 
截然不同的衰老路径
 
据CNN报道,为了破解衰老之谜,加州大学圣地亚哥分校研究团队对酿酒酵母的衰老过程进行分析,试图理解不同细胞的衰老速度和衰老原因是否相同。之所以选择研究酵母,是因为这是研究衰老机制的可控模型,也适用于皮肤细胞和干细胞的衰老路径。
 
他们的研究结果很有趣。研究人员发现,即使是具有相同遗传物质,处于相同环境中的酵母细胞,也会以两种“截然不同的方式”衰老。
 
研究人员利用微流控技术和计算机建模分析发现,大约一半的酵母细胞会因为核仁稳定性的逐渐下降而衰老。核仁是细胞中合成核糖体的场所。在细胞处于活跃时期时,核仁大小能达到细胞核的25%,但在一些休眠的细胞中,核仁会明显减小。
 
另一半细胞会由于线粒体的功能失调而衰老,线粒体是细胞的能量生产单位,随着能量衰竭,细胞也会逐渐衰老。
 
科学家认为,细胞在生命早期就走上了不同的路径,并且会沿着核仁和线粒体这两种“衰老路径”走向衰退和死亡。
 
从表面上看,酵母似乎和人类的寿命相去甚远,但研究人员表示,他们的模型能为基因治疗和其他药物治疗铺平道路,让人们能够对细胞主回路进行重新编程,并在未来的某一天延长人类寿命。
 
能否延长人类寿命?
 
《每日邮报》称,复杂的人体衰老是所有复合细胞累积老化的结果。但正如有些人和动物的寿命远远超过他们的同类,细胞的老化速度也截然不同。
 
细胞是怎么做出决定,走上不同的衰老路径的?
 
“我们确定了每个衰老过程背后的分子过程以及他们之间的联系,发现了控制细胞衰老的分子电路。”文章作者之一、加州大学圣地亚哥分校生物科学系助理教授郝南(Nan Hao)说,这些分子电路就像是控制家用电器的电路一样。
 
在此研究基础上,研究人员发现能够操纵并最终优化衰老过程。他们利用计算机,模拟对细胞分子电路重新编程并修改其DNA,建立了一种全新的衰老路径。
 
一般而言,随着生物体的衰老,细胞会变得越来越不健康,细胞的寿命——从开始、增殖到死亡的时间,也会变得越来越短。
 
但令人惊讶的是,在电脑模拟的全新衰老路径下,细胞能够在整个生命周期中保持正常,“这意味着新模式下的细胞和年轻细胞的周期相同。”郝南说。简而言之,新的衰老路径能让酵母细胞的寿命延长至普通酵母细胞的两倍。
 
如果将这种“从未存在过”的衰老路径作用至人类细胞,会发生什么?
 
在接受CNN采访时,郝南表示:“我们的研究提出了通过合理设计基因或化学疗法,对人类细胞衰老重新编程的可能性。我们的目标是有效地延缓人类衰老,并延长人类的健康寿命。”
 
研究人员表示,接下来,他们计划在复杂细胞、生物体,并最终在人体中测试他们的模型。他们也打算测试如何通过治疗和药物的“鸡尾酒”组合进一步延长人类寿命。
 
“衰老是一个基本的生物学问题,我们对衰老的过程却知之甚少。”郝南说。谈到医学相关性时,他表示,很多疾病都和衰老有关,“如果我们能够帮助延缓衰老或延长寿命,最终将会对社会有益。”
 
不过他也表示,从科学角度来看,也许几年内人们就会得到答案。但要真正应用于人体,可能需要很长时间。