科普 | 正确理解细胞与衰老的关系，才能更好的抗衰老

要研究人为什么变老，我们首先要讨论一下【衰老】指的是什么？ 图片 我们对变老＂这个词很熟悉一白头发、皱纹、老花眼...那从生物角度来讲，要明白生物的衰老，我们必然要从细胞的衰老讲起。 细胞衰老，一般指的是随着时间推移，细胞对压力和其他细胞损伤的抵抗力逐渐下降，导致细胞功能逐渐丧失、活率下降。 众所周知，细胞是构成生命体的基本单位，组成人体细胞的种类有230多种，共约有40万～60万亿个细胞。 新生儿体内干细胞比例是万分之一，70岁时滑落至百万分之一，减少了一百倍，干细胞的减少加速了衰老与死亡进程，因此，移植和补充细胞，意味着不断增加人体各种器官、组织的再造和修复所需的最基本的材料，长期保持生命的巨大活力。 细胞衰老的机制是什么？ 1）DNA损伤：我们身体的大部分细胞都有细胞核，而DNA就在细胞核内，但这些DNA有时会被损伤，损伤的原因可能是外源的（如电离辐射或化疗药物暴露），也可能由内源的活性氧自由基导致。 正常情况下，DNA在受损的时候会有一套修复的机制，但是有些损伤不可逆，或者没有被修复好，就会一直存在，久而久之就导致细胞功能的丧失。 成人型早老症(Werner syndrome)就是一个很典型的例子，患者的DNA受损，导致产生有缺陷的解旋酶。解旋酶在参与每一次DNA复制、转录、重组，因此对于细胞的复制和修复都至关重要。所以，可以想象，如果解旋酶受损，DNA受到的损伤就会迅速积累，这将导致DNA的提早衰老。 2）复制衰老：细胞分裂的能力下降，每一个细胞能够分裂和被复制的次数都是有限的。这就意味着，在经过一定数量的分裂或复制后，这些细胞将不再继续分裂（正常非恶性细胞在大约50次分裂后就会停止），它们将停滞在不分裂的终末状态--这被称为细胞衰老。 为什么会有这样一个机制呢？ 在染色体的末端存在一小段DNA，称之为【端粒】(Telomere)。端粒的作用是保护染色体，它们在DNA序列中把一条染色体与另一条染色体分开，如果没有端粒，染色体的两端就会融合，从而导致大规模的基因组不稳定。 每一次细胞分裂，DNA被复制的时候，端粒会被磨损一点，在经过一定次数的复制以后，端粒就会被磨损到一个临界长度。如果没有了端粒，染色体就不能很好地被保护，最后形成的就是破坏了的DNA。 为了防止这种情况的发生，在经过一定次数的分裂后，达到临界长度的端粒会引起DNA损伤应答，使得细胞进入细胞周期中的停滞状态。 这就是为什么所有健康的人体细胞的生命都是有限的——它们只能分裂有限次数。 需要注意的是，尽管我们在文章的一开始提到，要了解人体的衰老要先了解细胞的衰老，但对多细胞生物而言，细胞的衰老和死亡与机体的衰老和死亡是两个不同的概念，机体的衰老并不等于所有细胞的衰老，但是细胞的衰老又是同机体的衰老紧密相关的。 细胞衰老的过程提供了一种通过分离受损细胞来维持组织平衡的防御机制。衰老细胞影响从癌症到糖尿病和老化的许多生理和病理过程。相应地，了解衰老为何会导致这些疾病可能会促使治疗一系列疾病的提前衰老疗法和抗衰老疗法的开发。 图片 随着我们对于人体衰老的逐步了解，已经在【如何减缓衰老】这一议题上有了越来越多的突破。而在研究过程中，有一个至关重要的认识上的转变：研究衰老的重点不在于延续生命，而在于更健康的活更久。 心血管疾病、糖尿病、癌症…老年人中各种疾病的发生非常多见。我们接受变老是自然的、不可避免的过程，但我们会一直反抗癌症、疾病，而这些其实就是变老的症状一一细胞老化、机体老化的结果。 有了这一层认识后，科学家们正在逐步试图从根本上解决这一问题。干细胞疗法就是其中的一个尝试方向。 干细胞是身体的原材料-所有其他具有特殊功能的细胞都是由它产生的。在身体或实验室的适当条件下，干细胞会分裂形成更多的细胞，称为种子细胞。 这些种子细胞要么成为新的干细胞（自我更新），要么成为具有更具体功能的专门细胞（分化)，如血细胞、脑细胞、心肌细胞或骨细胞。 干细胞可以被引导成为特定的细胞，可用于再生和修复人们患病或受损的组织，这就是为什么我们人体在一些受伤的情况下伤口自己会愈合。而同时，又因为干细胞具有极强的分化潜力，会对所处的环境会相应的形成不同的反应，科学家们寄希望于使用干细胞来培育新的组织进行治疗，或用于移植和再生医学。 可能受益于干细胞疗法的疾病，包括脊髓损伤、1型糖尿病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症、阿尔茨海默氏病、心脏病、中风、烧伤、癌症和骨关节炎患者。 干细胞疗法通过触发体内受损组织进行自我修复而发挥作用，这通常被称为“再生＂疗法。然而这一疗法也依然面临着许多问题，例如体外培养不当引发的并发症、高昂的价格、个体差异导致治疗结果参差不齐，等等。 干细胞能不停地自我更新，还能变化成一种或者许许多多特定类型的细胞。从干细胞能变化成人体内所有类型细胞的“本事”来看，它们确实有希望成为替换人体组织和器官的源源不绝的“仓库”。 要想知道为什么干细胞能有这种“千变万化”的本事，就要看看各种细胞之间的差别是什么。人体内有各式各样的细胞，比如大脑中的神经细胞、肝脏中的肝细胞、心脏中的心肌细胞、血液中的白细胞等。它们不但功能各异，外表形状也不同。如果“钻”到细胞里面去“看一看”，就会发现在不同的细胞内，蛋白质的种类是不同的。由于所有的生命活动都是由蛋白质来具体“执行”的，每种细胞内的蛋白质类型不但能决定这种细胞的结构，也能决定它的功能。 如果把蛋白质比作一份电报，那么DNA就是决定电报内容的密电码。既然不同的细胞内合成的蛋白质不同，那么，它们的DNA是不是也不同呢？答案也许出乎你的意料：所有不同类型的细胞里，DNA构成都一模一样，也就是说每个细胞都携带着全套完整的“密电码（遗传密码）”。既然每种细胞都具有所有类型蛋白质的遗传密码，为什么还会有这么多蛋白质种类不同的细胞呢？ 秘密就在于，没有一种细胞能使用所有密码，而是你使用这一部分密码，我使用另一部分密码。由于使用的密码不同，合成出来的蛋白质就不一样，含有这些蛋白质的细胞当然也就不一样了。所以在理论上，如果能够把两种细胞使用的密码对调，一种细胞就可以变为另一种细胞。与这些细胞相比，干细胞是一种处于“待命”状态的细胞。它们可以根据需要，变化成为指定类型的细胞。由同种细胞变成两种以上的细胞称为分化，如受精卵变成肝细胞、心肌细胞等就是分化。

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