逆转与延缓衰老

2022-09-25编译刘汉哲

大自然探索 2022年8期

关键词：冲绳编程干细胞

编译刘汉哲

科学家让人体皮肤细胞大大变年轻。证据表明少吃和锻炼有助长寿。

2022年4 月，英国科学家宣布，他们在短短13 天的时间里，成功让一名53 岁女士的皮肤细胞年轻了30 岁！科学家认为，这让我们看到了“返老还童”的希望。

逆转衰老

早期研究细胞命运可逆转

要逆转衰老，就要逆转细胞的生命周期，让细胞从“老年”回到“幼年”。早在20 世纪50 年代，英国科学家格登就通过“克隆技术”（体细胞核移植）成功复制出了一只蛙，这是科学家首次证明成熟的细胞核在一定情况下可以逆转为原始状态。1996 年，克隆羊“多莉”诞生，标志着克隆技术也能应用于更复杂的哺乳动物。

然而，克隆技术存在诸多问题：不仅成功率相当低，而且由于需要提供卵细胞，还存在伦理问题。2006 年，日本科学家山中伸弥成功开发了一个变通方案——借助4 种转录因子（现被称为“山中因子”），就可以使已经高度分化的功能细胞（成熟的体细胞）重编程为多能干细胞。通过慢病毒载体介导，山中伸弥将山中因子导入小鼠的皮肤细胞中，大约50 天后获得了具有强大自我更新和分化潜能的多能干细胞，这些能发育成各种组织和器官的细胞被命名为iPS 细胞（诱导多能干细胞）。随后，山中伸弥在人体细胞实验中也完成了这一壮举。

格登和山中伸弥分别采用不同的方法使细胞核重编程，实现了成熟细胞的“返老还童”。所谓细胞核重编程，就是将已经高度分化的功能细胞进行诱导，让其重新回到发育早期的多能干细胞状态，重新获得发育成各种类型细胞的能力。格登和山中伸弥的研究证明，对细胞进行人工调控和干预，可以实现细胞水平的生命再造。他们因在细胞核重编程研究领域的杰出贡献，于2012 年获得诺贝尔生理学或医学奖，而以细胞核重编程为核心技术的再生医学研究也得以快速发展。

格登和山中伸弥分别采用不同的方法使细胞核重编程，实现了成熟细胞的“返老还童”

细胞是构成人体组织器官的基本单位，人体由数十万亿个细胞构成。在人体内的各个位置，不同的细胞发挥着不同的作用，这是因为这些细胞已经高度分化，不能“一心二用”，只能完成特定的工作。那么，人体内有没有比较全能的细胞呢？当然有，它们就是干细胞。在人的一生中，身体内各种细胞需要不断地更新，而这些新陈代谢的任务就是由干细胞来完成的。干细胞是原始且未特化的细胞，它具有再生各种组织和器官的潜在功能。

山中因子可将皮肤细胞转化为iPS 细胞，iPS 细胞可发育成各种类型的细胞，如肌肉细胞

诺奖技术再升级

前文所述使皮肤细胞年轻30 岁的新技术，名为“成熟期瞬时重编程”，是在山中伸弥的重编程技术基础上演变而来的。

山中伸弥的重编程技术虽然能让高度分化的功能细胞重新进入具有分化潜能的多能干细胞阶段，但其最终获得的细胞将失去原有的功能，这是山中伸弥技术的一大缺陷。成熟期瞬时重编程成功解决了这一问题，可在不丧失人类皮肤细胞特殊功能的情况下逆转“衰老时钟”。

在最新研究中，英国科学家吉尔改良了山中伸弥技术中功能细胞和山中因子接触的时间，将山中伸弥技术所需的50 天缩短为13 天。虽然和山中因子接触后的功能细胞暂时失去了功能，但它们在随后的生长阶段内重新分化为皮肤细胞，其外观和23 岁的对照组皮肤细胞相当，其产生胶原蛋白的能力强于没有被山中因子处理过的细胞。也就是说，这些细胞真的变年轻了。

对哺乳动物来说，根据个体发育过程中出现的先后次序不同，干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞继续进行分化，就形成具有特定功能的干细胞（如皮肤干细胞可形成各种不同类型的皮肤细胞），这些专门化的干细胞统称“多能干细胞”。在胎儿、儿童和成人组织中存在的多能干细胞统称“成体干细胞”。在特定条件下，成体干细胞或者产生新的干细胞，或者进行一定程序的分化，形成新的功能细胞，从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。

成熟期瞬时重编程可在不丧失人类皮肤细胞特殊功能的情况下逆转“衰老时钟”

值得一提的是，成熟期瞬时重编程也对衰老性疾病的相关基因产生了影响，如与阿尔茨海默病相关的APBA2 基因和在白内障恶化中起作用的MAF基因，都显示出“年轻化”迹象。科学家推测，这项技术未来还可能应用于这些疾病的治疗。

有没有更实用的抗衰老方法？

尽管成熟期瞬时重编程技术为再生医学和一些与衰老相关的疾病治疗提供了新希望，但该技术目前仍处于探索初期阶段，科学家尚未完全清楚成熟期瞬时重编程背后的机制。此外，该研究领域还面临诸多挑战，因为该技术毕竟要作用于人体，所以只有在确定重编程后细胞的基因组不会发生改变、重编程后的细胞在人体内长期存在非常安全后，才能将研究结果应用于再生医学。

既然如此，普通人在有生之年岂不是很难享受到这些逆转衰老相关研究的成果？先别灰心，尽管返老还童看似遥遥无期，但我们至少可以借鉴几十年来对衰老的研究成果，让我们的“衰老时钟”走得慢一点儿。

科学饮食延缓衰老步伐

吃这些食物有助于延缓衰老

关于抗衰老的研究大多都离不开饮食。例如，少吃点儿不仅有利于控制体重，还能减缓衰老速度。许多研究已经证实，在营养均衡的情况下，减少热量摄入可以延缓多种动物（包括果蝇、线虫、啮齿目动物和非人灵长目动物）的衰老，从而延长其寿命。

世界上有一些地区长寿老人数量特别多，比如日本冲绳。与日本其他地区的人相比，冲绳人活过100 岁的可能性要高出40%。科学家通过调查冲绳老年人口的健康状况发现，冲绳的百岁老人在人生的最后阶段很少受到慢性病的折磨，几乎三分之二的冲绳老人直到97 岁都能独立生活。与其他地区的老年人相比，冲绳老人患癌症、糖尿病和痴呆症的概率也要低得多。

冲绳人的长寿秘诀和他们的饮食习惯密切相关。冲绳人的主食是红薯，他们还吃大量的蔬菜、豆制品和一些鱼类。植物性食品含有大量人体必需的维生素和矿物质，而且具有抗氧化和抗炎能力，鱼类则能补充优质脂肪和蛋白质。在冲绳还没有快餐行业的时候，冲绳人的平均热量摄入比健康成人的正常推荐摄入量要少11%。因此，一些科学家认为，这进一步证明限制热量摄入有助于延缓衰老。

科学家预计，2040 年西班牙可能成为预期寿命最高的国家。西班牙高度发达的医疗系统是其国民长寿的重要原因之一，此外，西班牙盛行的地中海饮食也起了重要作用。所谓地中海饮食，就是以水果、蔬菜、五谷杂粮、鱼类和橄榄油为主的饮食，这是一种非常健康合理的饮食习惯。研究表明，橄榄油能够降低心血管疾病风险，并且饮食中的植物脂肪越高、动物脂肪和蛋白质含量越低，死亡风险就会越低。

可见，即便我们目前没办法逆转衰老，也能通过少吃和吃得健康，让我们活得更长久、更健康。

坚持运动积极对抗衰老

被西方尊为“医学之父”的古希腊医师希波克拉底曾指出：纯靠饮食是无法保持健康的，我们还必须去运动。

今年已经85 岁的钟南山院士，把锻炼作为日常生活的一部分，因此他看上去比实际年龄年轻很多，也没有出现老年人常有的视听障碍、反应迟缓、记忆力衰退等问题。近些年来，越来越多的研究表明，坚持运动可以帮助人们延缓衰老，从而使人健康长寿：2019 年的一项研究发现，长期运动的老年男性的肌肉在细胞水平上与25 岁的人相似，并且比久坐不动的老年人的肌肉更能抵御炎症损伤；另一项研究表明，即便只是低强度运动，也能对扩大脑容量、延缓大脑衰老产生明显影响；最近一项研究显示，正确跑步仅6 个月就能让血管年轻4 岁，而且年纪相对较大的人从跑步训练中受益相对更大。