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老化的起因

已有 3721 次阅读 2010-2-13 15:51 |个人分类:感悟人生|系统分类:科普集锦

忙于很多杂事的缘故,至今我还没有确定今年的寒假是否要回日本去。

在不知不觉中,今天是除夕了。在中国过春节,算起来这也是85年以来的事情。

 

除夕,又称年三十,是送走过去一年喜迎新春的日子。

想起少儿时熟读的那首宋人王安石的「元日」,「爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏,千门万户瞳瞳日,总把新桃换旧符」。虽然看到人们沉浸于除夕的欢乐,但又感叹人生又是一年。

 

几年前,我在日本的中文有线电视上曾看过一部中国的电视剧「康熙王朝」,陈道明的演技的确让人钦佩,同时也让我记住了那首「向天再借五百年」的主题歌。人生不仅是一个机械过程也是一个多采的经历。尽管每个人都想在这短暂且有限的时间内努力描绘和丰富自己的人生内容,但回顾往事时难免会留下很多遗憾。可能遗憾就是人生,但人们却需要更多的时间来拟补遗憾。

 

人为什么一定要老化,老化是什么,每个人都能凭直觉回答,但又不能确切的说明。

老化是一个谜,或许是一个永远的谜。

 

前日,同窗好友其仁提到他的孩子已经结婚,他也该作巡视员了。我望着过去的照片在想,可能我们这一代人犹如悠悠河水一样东流而去,在忙乱中已将自己的「年轻」转交给后人,自己变得老化了。可当我站在西双版纳密林凝视那根深叶茂,苍翠挺拔的千年古茶树时,又开始怀疑起老化的存在。

 

可能老化并不是什么遗传上的安排、端粒酶的穷竭或氧化损伤的蓄积有人说老化不过是一种基因表达上的故障而已。联想起La Mettrie1748年写的那本人类机械论anthropic mechanism」,机械陈旧了总是要有故障,似乎也有些道理。

 

至今为止的多数研究是将老化的成因归属于氧自由基和应激负荷上。其理由可能出于人们在线虫实验中能够清楚的观察到,当减少活性氧对线虫的负荷时可以明显的延长生存时间。此外,人们也注意到长寿生物大多数具备着较强的抗应激能力。但无论如何有关氧化蓄积与细胞机能间的关系尚不完全明确。

 

近年来人们注意到,机体内有很多基因表达是随年龄而发生变化的。例如,随着小鼠年龄的增长,控制组织细胞生长与再生的特异性细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白p16INK4a的表达在大多数组织中明显增加,其目的可能是干预组织损伤或疾病时的细胞再生的过程。当然,与发育期小鼠相比老年鼠肌肉细胞中积累了一些蛋白质复合物,并逐渐形成肌肉纤维脂肪组织。虽然这些现象说明老化与损伤累积相关是一个不争的事实,但基因表达的变化可能不是原因,而是一种结果。目前为止,有关老化与损伤累积间的因果关系还难以得到确认。尽管一些基因表达的改变可能会影响到老化的过程,但这些基因在生理性老化过程中的作用其实并还不十分清楚。

 

2008年,斯坦福大学医学中心发育生物学学院和科罗拉多大学博尔德分校综合生理学学院的Yelena博士等人在比较发育期与老化期线虫之间的基因表达方面做了很多工,他们在Cell杂志上发表了一篇题为「An elt-3/elt-5/elt-6 GATA Transcription Circuit Guides Aging in C. elegans」的有关老化与遗传程序间的研究成果「Cell, 134;291-303,2008」。尽管线虫在发育期与老化期之间存在着很多基因表达上的差异,但研究人员们注意到这些结果与elt-3/elt-5/elt-6三个基因制御下的一条引导线虫衰老的GATA转录因子途径相关。这三种基因表达的蛋白质相似电源开关一样控制其他基因的表达,并证明这些基因在发育期和老化期中的表达也不相同

一般认为外界条件引起的损伤蓄积可能会影响转录基因的改变,但Yelena博士等人在实验中没有发现因病原体、氧等外界负荷对这个转录过程中基因改变的影响。他们的研究结论是线的老化主要出于线基因水平上一些固有的表现,并发现在正常的衰老过程中GATA转录因子elt-5 elt-6的表达量增加,同时抑制了elt-3的表达。此外,他们在研究中也注意到如果人为的阻止随年龄而活化的elt-5elt-6基因表达,线生存时间可以延长百分之五十以上。联想起人们所知道的生物可以通过减少能量摄入而获得延长生存时间的客观事实,对此他们也进行了相关性的探讨。结果发现这三种转录基因可以制御类胰岛素信号转导通路,换句话说这条通路也参与并制御着生物的能量代谢的调节过程,并影响着机体中的转录因子

 

在这个理论中,elt-3elt-5elt-6在衰老过程中起重要的作用,但与Hayflick等人提出的老化程序理论Hayflick, L.:in Modern Biological Theories of Aging, eds., Warner, M. R., Butler, R. N., Sprott, R. L. & Schneider, E. L. (Raven, New York), pp. 21-34, 1987不同的是,转录基因不是出自基因程序上的表现,而是线生存过程中这些转录基因功能出现不稳定的结果。与Harman氧化损伤引起衰老过程Harman D Address: Free radical involvement in aging. Pathophysiology and therapeutic implications.Drugs Aging, 3:60-80, 1993)也不同,这个过程可能是以进化途径为核心,而不仅仅来自于损伤的蓄积结果。

 

可以想象生物在进化停滞后,无疑会极积的选择并活化一些能够繁衍种群的基因,这可能是生物体现与时俱进的本能。但,那些超出繁殖适龄期的生物可能会逐渐退出或偏离这种积极选择。有可能elt-3/elt-5/elt-6这三种基因在线虫的发育期发挥着重要的生理作用,当生物进入成熟期或老年期后,其机能发生了变异。这种基因表达的变异可能并非来自进化过程中的那种选择性排除现象,而可能是一种继时性的变迁的结果。这种基因表达的漂移也可能是引起老化的原因。当然,这个研究果还不能单纯说明线虫的老化是一种生命过程中基因表达漂移的结果,可能也与伤蓄积等多因素有关。但基因漂移无疑是一种客观的事实,并影响着老化过程。无论是基因漂移或是老化程序表达老化过程离不开基因表达得影响。但是,与线elt基因相当的人GATA转录基因是否与老化相关还需要更多的验证。近年来,由于人们逐步了解和掌握了一些有关人发育与生长过程中的多种相关基因及作用通路,今后通过对高齢者中寻基因漂移和作用通路的变迁可能会有意于揭示老化的起因。

 

基因漂移似乎在影响着老化过程与生物的生存时间,但令人质疑的是在人类有记载的数千历史中为什么没出现过因基因漂移而变得永远年轻的人。

 

 



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