衰老折磨着地球上的所有生物，每个人都梦想找到抵抗衰老的良方。不过在进行了长达几十年的研究之后，衰老依然是一个谜。新的研究发现为这一僵局找到了一个不错的理由：科学家长期以来可能都把衰老的原因弄错了。新的证据表明，衰老并非基因和细胞损伤积累的结果，而是发育遗传程序出错时发生的现象。

     压力和氧的活性形式——自由基（free radical，新陈代谢的正常副产物）是导致衰老的原因，过去50年来，这一观念一直统治着衰老研究领域。对秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，以下简称线虫）所做的研究已经证明，减少与活性氧的接触可以延长线虫生命，那些更长寿的线虫抗压能力也更强。但是，很少有研究能够确凿无疑地把氧化损伤与细胞功能改变联系起来。

     科学家还注意到，固有的基因变化伴随着衰老出现。当小鼠年岁渐长时，负责控制细胞生长和再生的p16INK4a基因，在大部分组织中变得更加活跃，让细胞在应对损伤和疾病时，不能再像年轻细胞那样容易再生。与年轻小鼠的肌肉干细胞不同，老年小鼠的肌肉干细胞会积聚一种蛋白质复合物，随着时间的推移，这些复合物会把肌肉转变为纤维化的脂肪组织。

     不过，上述发现并不能动摇“衰老是损伤积累的结果”这一观点，因为这些基因改变可能只是衰老的后果，而非原因。“要分辨哪些是因，哪些是果，总是很有挑战性，”美国华盛顿大学的生物化学家布赖恩·肯尼迪（Brian Kennedy）评价说。尽管多项研究表明改变某些基因的表达可以影响生物体的寿命，但人们并不清楚这些基因是否真正参与了正常的衰老过程。
http://www.sciam.com.cn/showimg.php?iid=4506
衰老也许不一定像人们长期认为的那样，是细胞和DAN受到压力及氧化损伤的必然结果。

     最近在《细胞》杂志上发表的一篇论文认为，遗传程序确实可以引发衰老。美国斯坦福大学和科罗拉多大学博尔德分校的科学家，比较了在年轻线虫和老年线虫体内表达的基因。尽管两者相差1,000多个基因，但其中大部分都只受到区区3个基因的控制，分别被称为ELT-3、ELT-5和ELT-6。这三个基因是转录因子（transcription factor），也就是开启或关闭其他基因的分子开关。这项研究的合作者之一、斯坦福大学发育生物学家斯图尔特·金 （Stuart Kim）解释说，“有成百上千个地方出了岔子，但追根溯源，都是这3个转录因子惹的祸”，我们知道它们都与特异膜细胞的发育有关。这3个转录因子在年轻和老年线虫体内的表达也有差别。

      为了检验损伤积累最终能否影响这些转录因子，这些科学家让线虫暴露在氧化应激、感染和辐射之中，但没有一种做法能够影响上述因子的表达。斯图尔特说，这些变化“似乎是线虫基因组与生俱来的”，而不是外界影响造成的。此外，当这些研究人员让通常在老年线虫体内活性明显增加的ELT-5、ELT-6不再表达后，线虫的寿命延长了50%。“我当时完全惊呆了，”斯图尔特评论道。

      这项研究发现还与另一个传统观念不谋而合，即减少热量摄入能够延长寿命。这些研究人员发现，这3个转录因子都受到胰岛素样信号通路（insulinlike signaling pathway）的控制，而这条通路又负责调控机体在面对饥荒时的代谢改变。斯图尔特说，如果热量摄取受到限制，胰岛素样信号通路就会将ELT转录因子及其他生物体内的对应因子调整为“更年轻的状态”。科学家还相信，植物化合物白藜芦醇（resveratrol）也可以引起类似的热量限制效应，并调整这些信号通路，因此可以延长某些生物的生命。

     斯图尔特并不认为转录因子是专门为了引发衰老而发生变化的。他推测，随着线虫渐渐变老，转录因子的功能会发生错乱。毕竟进化总是选择那些有助于个体繁殖的基因，一旦生物体过了生殖期，它们就不再是进化过程选择的对象了。斯图尔特解释说：“当大自然不再关心你的时候，整个生命系统就将被放任自流。”ELT-3、ELT-5和ELT-6可能在年轻线虫的发育中起着重要作用，但当任务完成后，它们的功能就可能错乱——这种被斯图尔特称为“发育放任”（developmental drift）的现象，实际上可能导致了衰老。

      肯尼迪注意到，这项研究并没有证明线虫的衰老仅由发育放任引起。损伤积累和发育放任都有可能发挥了作用，也可能有其他基因通路牵涉其中。不过他指出，这篇文章肯定给科学家提供了“一些新的思路，来思考什么有可能引发衰老过程。这项研究为衰老研究前沿提出了一个能够进一步检验的新假说”。

     对于我们来说，这些发现意味着什么呢？假如衰老确实是一个遗传程序，那么总有一天衰老一定可以被预防。不过，现在还没有人知道ELT在人体内的对应基因——GATA转录因子是否也参与了正常衰老过程，不过斯图尔特及其同事希望很快能够回答这个问题。“我们了解人类发育如何进行，”斯图尔特说，“现在我们只要在这些发育通路中找出，哪一条在老年人体内不起作用就行了。”（译/贾明月  校/虞骏         更多精彩文章，请阅读《环球科学》2008年第11期）

原文地址：http://www.sciam.com.cn/article.php?articleid=2604