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你知道吗?人为什么会衰老?

 wenxuefeng360 2020-03-19
人类衰老是一系列因素导致,

并存在内在的关联!

更好的防止衰老从科学的认识衰老开始!

人类衰老的9大特征


基因组失稳 

genomic instability

衰老的一个共同点是生命中基因损伤的累积。(Moskalev et al., 2012)多种早老性疾病均由DNA损伤过度累积所致。

大量证据显示衰老过程伴随着基因组损伤,而人为诱导基因组损伤则会引发某些衰老加速表现。机体存在保证染色体忠实分离的机制,有遗传学证据显示,加强这种机制能够延长哺乳动物的寿命。更特殊的是,早老症与核结构缺陷相关,原理验证(proof of principle)显示相关治疗确能延缓过早衰老。

端粒损耗 

telomere attrition

端粒是染色体末端的DNA重复序列。是染色体末端的一种特殊结构,在正常人体细胞中,可随着细胞分裂而逐渐缩短。

在哺乳动物的正常衰老过程中伴随着端粒损耗。而对小鼠和人类来讲,病理性端粒功能紊乱会加速衰老;若通过实验手段刺激端粒酶,则能延缓小鼠衰老。

端粒缩短这项特征完全符合衰老特征的认定标准。

 表观遗传学改变

 epigenetic alterations

各种表观遗传学改变会终生影响到所有的细胞和组织(Talens et al., 2012)。

表观遗传学改变包括DNA甲基化模式改变、组蛋白转译后修饰,以及染色质重塑(chromatin remodeling)。

衰老伴随着表观遗传学改变,而表观遗传学紊乱则可引发模式生物出现早老综合征。进一步发现,SIRT6作为表观遗传学相关的典型酶类,其功能丧失可致小鼠寿命缩短,而其功能获得则可延长小鼠寿命(Kanfi et al., 2012; Mostoslavsky et al.,2006)

 蛋白质稳态丧失

 loss of proteostasis

衰老和增龄性疾病与蛋白质稳态丧失有关(Powers et al., 2009)

多项研究显示衰老过程中伴随着蛋白质稳态的改变(Koga et al., 2011)

衰老与蛋白质稳态失调有关,实验性蛋白质稳态失调可加速增龄行病变的产生。显著的进展是,通过对哺乳动物进行基因操控可改善其蛋白质稳态,并延缓衰老.

(Zhang and Cuervo, 2008)

营养素感应失调 

deregulated nutrient sensing

在哺乳动物中,促生长轴由生长素(GH,由垂体前叶产生)和次级调节因子胰岛素样生长因子-1(IGF-1)组成。

现有证据强烈支持合成代谢信号会加速衰老,而降低营养素信号则可延长寿命(Fontana et al., 2010)。进一步,通过药物操作(如雷帕霉素)模拟营养素获取不足状态,可延长小鼠寿命(Harrison et al., 2009)。

线粒体功能障碍

mitochondrial dysfunction

活性氧,衰老的线粒体自由基理论认为,衰老过程中发生进行性线粒体功能障碍,会增加ROS生成,后者反而会进一步导致线粒体功能恶化和细胞整体损害(Harman, 1965)。

线粒体功能对衰老进程有着复杂的影响。线粒体功能障碍可加速哺乳动物衰老

(Kujoth et al., 2005; Trifunovic et al.,2004; Vermulst et al., 2008)

细胞衰老

cellular senescence

细胞衰老可定义为细胞周期的稳定性中止,并伴随表型的固定化

(Campisi and d’Adda di Fagagna, 2007; Colladoet al., 2007; Kuilman et al., 2010)

细胞衰老最初是对抗损伤的良性代偿反应,若组织再生能力因此而耗竭,则细胞衰老可具有危害性,从而加速衰老。针对实验性早老模型,若清除其衰老细胞,亦可延缓增龄性病变的发生(Baker et al., 2011)。因此,尽管上述两种干预手段的理念相反,但均可延长健康寿命。

干细胞耗竭

stem cell exhaustion

组织再生潜力降低是衰老最明显的特征之一。例如,衰老过程中造血干细胞减少,导致适应性免疫细胞的生成减少[此过程称为免疫衰老(immunosenescence)],以及贫血和骨髓异常增生的发病率增加(Shaw et al., 2010)。

干细胞耗竭是多种衰老相关损害相互整合的结果,也可能是组织和机体衰老的终极元凶。近期研究提示,干细胞恢复年轻可逆转机体水平的衰老表型

(Rando and Chang, 2012)。

细胞间通讯改变

altered intercellular communication

衰老还涉及到胞间通讯水平的改变,即内分泌、神经内分泌或神经方面的改变(Laplante and Sabatini, 2012; Rando andChang, 2012; Russell and Kahn, 2007; Zhang et al., 2013)

在衰老过程中,易出现神经激素信号通路(如肾素-血管紧张素、肾上腺素、胰岛素-IGF-1信号通路)的失调,表现为炎症反应增强、对抗病原体和癌前细胞的免疫监视功能降低,以及胞周、胞外环境组分的改变。

衰老并非专属于细胞的生物学现象,其亦与胞间通讯的整体改变相关联,由此为在这一水平上调控衰老提供了机遇。可喜的是,通过血源性系统因子实现恢复青春的策略,已获得了概念验证(Conboy et al., 2005; Loffredo et al., 2013;Villeda et al., 2011)。

9大特征的内在联系

衰老过程中,这些特征同时发生相互关联,揭示这一精密的因果网络!

结论

阐明衰老的特征,既有助于建立未来研究衰老分子机制的框架,也有助于设计改善人类健康寿命的干预手段。然而,就衰老这一复杂的生物学过程来讲,仍面临着大量的棘手问题(Martin, 2011; Miller, 2012)。

可预计的是,未来将有更为复杂的手段来最终解决众多难题。相信这些手段的联合应用,将会更详细地理解衰老特征的潜在机制,从而有利于在未来研发出改善人类健康寿命和延年益寿的干预手段。

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