生命的生物學(xué)更長(zhǎng)久
從早期的人類神話到奧斯卡·王爾德(多利安格雷的圖片 [維基百科])到印第安納瓊斯(印第安納瓊斯和最后的十字軍 [wikipedia.org]),逆轉(zhuǎn)或停止衰老過程的能力長(zhǎng)期以來一直很有吸引力。。它也是大量科學(xué)研究的主題。
2011年1月,發(fā)表在“ 自然 ”雜志上的一篇論文首次展示了一種可能的生物學(xué)機(jī)制,即停止衰老過程。由羅納德·德皮尼奧領(lǐng)導(dǎo)的哈佛大學(xué)研究小組已經(jīng)找到了一種通過操縱端粒來逆轉(zhuǎn)老鼠衰老的方法。
好吧,它是老化的老鼠模型,并沒有在人類中嘗試,但DePinho的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠扭轉(zhuǎn)衰老的影響并延長(zhǎng)壽命。哈佛大學(xué)的研究小組對(duì)基因進(jìn)行基因改造,以便研究人員可以控制一種叫做端粒酶的酶的產(chǎn)生 - 隨意打開和關(guān)閉它。他們使用藥物他莫昔芬來翻轉(zhuǎn)開關(guān)。
與通常表達(dá)端粒酶的對(duì)照小鼠相比,停用他莫昔芬并且小鼠不能使端粒酶起作用,導(dǎo)致壽命顯著縮短。工程化小鼠也有老化的晚期癥狀:廣泛的組織萎縮,特別是在快速生長(zhǎng)的組織如睪丸和脾臟,以及腦細(xì)胞的退化。缺乏正常端粒酶產(chǎn)生的小鼠在其細(xì)胞內(nèi)也具有高度的DNA損傷,也與衰老一致。
但是當(dāng)通過用他莫昔芬治療小鼠開啟端粒酶四周時(shí),DePinho和他的小組逆轉(zhuǎn)了這些衰老癥狀?,F(xiàn)在小鼠有端粒酶,它們的端粒被修復(fù)和延長(zhǎng),萎縮的器官(睪丸,脾臟)恢復(fù)了大小。他莫昔芬治療的小鼠比未治療的端粒酶缺陷小鼠活得更長(zhǎng)。對(duì)這些小鼠大腦的詳細(xì)分析進(jìn)一步證實(shí),一旦端粒酶功能恢復(fù),老化相關(guān)損傷就會(huì)逆轉(zhuǎn)。
要了解這種情況發(fā)生的原因和原因,了解端粒及其在細(xì)胞內(nèi)的作用是有用的。端粒是DNA的序列,其作為染色體末端的帽。數(shù)千個(gè)堿基長(zhǎng),它們由重復(fù)序列的DNA組成,不編碼蛋白質(zhì),但在細(xì)胞分裂過程中很重要。它們的作用是防止染色體末端的基因丟失,并防止兩條不同染色體的末端融合在一起。當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí),端粒在每條染色體末端充當(dāng)緩沖液,任何丟失的DNA都來自端粒而不是基因。
每個(gè)細(xì)胞分裂都會(huì)縮短端粒,最終它們變得太短而無法正常工作,并且細(xì)胞不能再分裂。例如,來自在實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)的新生嬰兒的皮膚細(xì)胞可以分裂80次以上,但是從70歲的皮膚細(xì)胞中取出的皮膚細(xì)胞可能只能分裂20次。端粒不能得到補(bǔ)充,因?yàn)榉只虺墒斓募?xì)胞類型,如皮膚細(xì)胞,產(chǎn)生很少或沒有端粒酶,這種酶修復(fù)損傷。
雖然對(duì)于身體中的幾乎所有細(xì)胞都是如此,但也有一些例外,例如胎兒細(xì)胞和成體干細(xì)胞。這些所謂的未分化或未成熟細(xì)胞一直產(chǎn)生端粒酶,能夠在復(fù)制后延長(zhǎng)端粒,使這些細(xì)胞無限復(fù)制。癌細(xì)胞也可以具有活躍的端粒酶,使它們能夠繼續(xù)分裂超過其他細(xì)胞死亡的點(diǎn),解釋為什么癌細(xì)胞被認(rèn)為是永生的。
發(fā)現(xiàn)端粒如何發(fā)揮作用,以及它們?cè)谒ダ虾桶┌Y中的作用,是了解基因組工作原理的一項(xiàng)重大成就,并為伊麗莎白布萊克本,卡羅爾格雷德和杰克索佐斯克贏得了2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) [nobelprize.org ]?,F(xiàn)在有人已經(jīng)采取了這個(gè)基本的研究發(fā)現(xiàn),并想出如何將它應(yīng)用于每個(gè)人都關(guān)心的事情。
很明顯,從鼠標(biāo)模型中展示概念到將其應(yīng)用于人類還有很長(zhǎng)的路要走,但這一發(fā)現(xiàn)足以讓人們對(duì)著名的同行評(píng)審廣播進(jìn)行了充分的了解,科爾伯特報(bào)告,科爾伯特報(bào)告 [colbertnation.org] ],DePinho在現(xiàn)場(chǎng)觀眾面前接受了有關(guān)這一發(fā)現(xiàn)的采訪。
雖然這些研究結(jié)果非常令人興奮,但現(xiàn)在說科學(xué)家已經(jīng)解決了衰老問題還為時(shí)尚早。下一步將是通過刺激或添加端粒酶來檢測(cè)是否有可能逆轉(zhuǎn)正常小鼠細(xì)胞的衰老,并且可以在更遠(yuǎn)的地方對(duì)人體進(jìn)行任何潛在的測(cè)試。如上所述,由于端粒酶的異常存在,癌細(xì)胞能夠繼續(xù)分裂,因此人工添加它可能會(huì)導(dǎo)致癌癥。即使它有可能在不引起癌癥的情況下逆轉(zhuǎn)人類衰老,但社會(huì)在延長(zhǎng)人類壽命方面還需要解決許多道德??問題。
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