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王晓冰

　　一、三种主要的寿命理论

　　1.端粒理论

　　端粒理论认，为所有的细胞染色体都有一个端粒，年轻细胞的端粒很长，但在细胞不断复制的过程中会逐渐变短，当端粒太短时，细胞就会衰老，进而死亡，于是便引起生物和人的衰老和死亡。不过，端粒酶可以延长和保护端粒，因而可以延长寿命。2009年的诺贝尔生理学或医学奖表彰美国的伊丽莎白·布莱克本、卡罗尔·格雷德和杰克·绍斯塔克，他们发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理。

　　研究还发现，一些动物如燕鸥的细胞端粒比与其同样大小的其他动物的端粒变短的速度要慢得多，而且燕鸥的端粒酶能对缩短的端粒进行补充或维持端粒的长度。大部分动物在出生后不久端粒酶就失去功能，但燕鸥的端粒酶在整个生命期间都能保持活性，因而能让端粒维持长度，延缓衰老。其中的原理目前尚没有揭秘。但是，研究人员通过对涡虫的研究获得了一些答案。一种叫做真涡虫的扁形蠕虫有着惊人的组织修复能力，把它们切成两段后，两边能再生出新的肌肉、皮肤、肠道甚至完整的大脑，而且这种再生好像能无限地进行下去。此外，它的染色体能主动保持端粒的长度，似乎能让真涡虫永生。

　　不过，研究人员现在对无性和有性繁殖造成的涡虫的端粒酶基因活性差异的机理并不十分清楚，如果能弄清其中的机理，对生物和人的长寿是有帮助的。

　　2.长寿基因和衰老基因平衡理论

　　长寿基因和衰老基因平衡理论是指，人和生物体内有长寿和衰老两类基因，它们的相互制约和平衡控制着寿命，这两类基因都不止一个和一种，而是有多种和多个。早在2008年，德国科研人员比较了德国388位逾100岁老人与731位年纪较小者的基因组成，发现100岁老人中频繁出现一种名为FOXO3A的基因，这种基因中的一种碱基变异让人更长寿。同时，该研究对3741名逾95岁日本老人的基因检测后，也获得了同样结论。因此，研究人员认为，FOXO3A基因是长寿基因的一种。

　　另外，韩国人通过老鼠试验证明，P62基因也是一种长寿基因。正常老鼠到老年时，体内的P62基因会急剧减少，无法抑制老化。相反，P16则是典型的衰老基因，它编码的蛋白质会使细胞进入衰老环节，让人呈现衰老外貌。

　　3.氧化剂理论

　　由于细胞中新陈代谢会产生氧化剂，后者可导致细胞的损害，这种损害累积到一定程度就会引起衰老，最后导致生命的终结。因为细胞分解食物获取能量的过程和持续燃烧过程非常相似，就像火炉里燃烧木柴、煤或燃气，即便燃料很环保，其氧化燃烧释放的污染物也可生成氧化剂和自由基，对细胞造成很大伤害。因此，衰老和死亡会不可避免地产生。

　　研究人员认为，任何针对这几种长寿和衰老机理的方式，如基因调控和服用药物都有可能抗御衰老和延长寿命。

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　　二、表观遗传左右寿命

　　尽管长寿基因和衰老基因功能的平衡影响着人们的寿命，但是要让基因发挥作用，尤其是让长寿基因发挥作用，并同时抑制衰老基因的功能，就需要一种调整和修饰基因外观，从而让特定基因发挥作用的机制，研究这种机制的科学就是表观遗传学（表观基因组学）。当然，表观基因组学更为严谨和学术的表述是，研究在基因组序列不变的情况下，一些遗传密码是如何调控基因表达并可稳定遗传下去的学科。

　　例如，DNA的后天性修饰、组蛋白的各种修饰等都是表观基因组的内容。人们都知道，同卵双胞胎由于有相同的基因，他们的相貌、性格、身高和行为方式等几乎一模一样。但是，生活中也有一些孪生子在成人后出现性格、健康和相貌方面的较大差异。以前，这种现象长期困扰着遗传学家，现在表观遗传已经能解释这种现象了。

　　一些遗传密码或分子可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。因此，这类变异被称为表观遗传修饰，也是导致遗传物质一致的孪生子出现个体差异的主要原因。

　　长寿和衰老、人类多种重大疾病、干细胞研究、体细胞重编程研究和大脑功能等，都与表观遗传有重要联系。一项研究证实，在人类基因组中的1600多万个位置上，DNA都会通过甲基化的过程而被修饰。但是新生儿DNA的全部可能甲基化的位置约80%被甲基化了，百岁以上老人DNA可能甲基化的位置只有73%被甲基化。总体而言，百岁老人DNA的甲基化区域比新生儿少50万个，这提示百岁老人存在不适当的基因转录模式。此后，科学家又对更多的新生儿和90～99岁老人的DNA进行分析和观察甲基化的情况。结果发现，90～99岁老人也比新生儿的DNA甲基化减少了。这些结果提出了一种解释衰老的机理，表观基因组的一些小变化，如DNA的甲基化，可以随着时间推移而变化，在导致基因表达和细胞功能更广泛的变化的同时，影响着人的寿命。

　　与此同时，另一项研究表明，衰老基因与表观遗传存在一种互动关系，这种互动关系可能影响人的寿命。研究人员分析了172对32~80岁的双胞胎，主要观察他们的DNA表观遗传变化。在进行表观基因组扫描分析时，研究人员发现了490个与年龄有关的表观遗传变化，其中4个基因的表观遗传变化与胆固醇、肺功能和女性长寿等有关。这表明，许多与年龄有关的表观遗传变化在一个人的整个生命过程中不断发生，而且，这些变化可能在生命的早期阶段就开始了。如果沿着这一思路研究下去，可以帮助了解衰老的机理，从而根据这些机理开发未来抗衰老的药物和疗法。

　　更为重要的是，也有很多研究表明，人的行为方式也能改变表观遗传，即改变某种DNA的修饰，从而延长寿命。因此，表观遗传是解开人和生物衰老奥秘的另一条重要线索。

　　三、清除体内的氧化剂

　　随着年龄增长和食物的消化供能，人体内堆积的垃圾和污染物如氧化剂越来越多，从而损坏细胞，促进衰老和死亡。那么，使用能减少氧化剂的技术或药物是否能增寿呢？

　　美国科学家发现，随着细胞老化，它们调动一种天然抗氧化剂——Lon蛋白酶的能力会大大下降，而Lon蛋白酶负责把损坏的蛋白质分解并清除掉。这就意味着，如果能补充Lon蛋白酶，就有可能延长寿命。

　　在动物和人的细胞中有线粒体，它是分解和利用能量的中心。在分解和利用能量过程中，氧气会跑出来与其他元素结合，生成具有破坏性的氧化剂，如过氧化氢，后者能损害或杀死细胞和组织。但是，Lon蛋白酶能从线粒体中清除被氧化了的蛋白质，因而能保护线粒体，并维持线粒体再生。

　　随着年龄的增长，线粒体功能随机体老化而下降，Lon蛋白酶的数量也会减少。正常情况下，当氧化剂攻击细胞时，细胞会召集Lon蛋白酶抵抗氧化剂。但是，老年人细胞的Lon蛋白酶明显减少，因而无力对抗氧化剂。

　　但是，是否可以生产Lon蛋白酶让人服用来增强细胞的抗氧化能力，从而延缓衰老和延长寿命呢？目前，研究人员的回答是否定的。因为，Lon蛋白酶到达细胞之前，就会被消化系统分解成氨基酸。但是，是否能用注射来避免Lon蛋白酶被破坏呢？研究人员认为，这是一种方向，但还需要大量的研究来证实。不过，通过其他手段提高人体内自身的Lon蛋白酶也是一种方法，当然这也需要研究来证明。

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　　四、药物的作用

　　很多人一直相信保健品和药物可以延年益寿，但是，使用保健品和药物延长寿命的研究却一直未能给出满意的答案。

　　早在2009年，美国的研究人员就用2000只实验鼠进行了延长老鼠寿命的药物实验，这种药物是一种免疫抑制剂——雷帕霉素。此前，曾有研究显示此类药物能延长酵母菌、线虫、果蝇等无脊椎动物的寿命。

　　研究发现，从小鼠20个月（相当于人类的60岁）开始，将雷帕霉素作为食物补充剂喂食小鼠，可使雄性小鼠的平均寿命延长9%，雌性小鼠延长13%。研究人员认为，雷帕霉素延长小鼠寿命的机理可能与饮食限制法相似，即采取了一种与热量限制法相同的生化路径，使得小鼠的细胞分裂繁殖的速度减慢，从而延长了寿命。

　　但是，主要研究人员大卫·哈里森表示，要想让人服用这一药物以延长寿命恐怕难以实现，因为在人年轻时就开始服用这种药物，会让人遭受长时间的副作用影响，药物会抑制免疫系统，从而使得服用该类药物的人更易遭受感染和传染病的侵袭。而且，雷帕霉素的用药量也是一个障碍。人服用雷帕霉素的剂量通常为每天2~5毫克，而给实验鼠服用雷帕霉素，以延长寿命的剂量高达每天每千克体重2.24毫克，以此观之，人类难以承受。

　　既然服用雷帕霉素延长寿命不现实，研究人员的目光又转移到延长端粒上面来，这就是用一种端粒酶来保护和延长端粒，从而延缓或不让细胞死亡，以延长寿命。美国哈佛大学的研究人员发现，给老鼠使用端粒酶逆转录酶（TERT）能延长其寿命，而TERT也就可以当作一种药物来使用。

　　科学家在这些基因工程老鼠皮下植入TERT定时释放药物，以重启它们体内休眠的端粒基因，让端粒增长。一个月后，老鼠产生了康复迹象，大脑长出新细胞。在两个月内，注射了TERT的老鼠体内多处长出新的细胞，主要器官的功能改善，身体似乎返老还童，雄鼠还恢复了生殖功能。这项实验逆转衰老的结果就如同让80多岁的老人返回到50岁。

　　不过，研究人员认为，要把TERT应用于人类也存在很多困难。因为，老鼠一生中都能通过端粒酶来制造端粒，但是人类到成年后便会自动关掉端粒酶的活性，从而防止细胞增长失控而产生癌症。研究发现，人的癌症90%与端粒酶有关。因此，靠使用TERT这样的药物来延长寿命也会让人类陷入另一种危险之中，容易患癌。所以，这类药物如果不能准确把握分寸，也不是人类服药来延长寿命的理想选择。（原载《百科知识》）

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