1. 人类基因工程进展如何了什么时候实现长生不老
《北京参考》:与衰老关系密切的因素有哪些?
童坦君:环境与遗传因素影响着衰老进程。其中遗传控制起着关键作用。衰老并非单一基因决定,而是一连串"衰老基因"、"长寿基因"激活和阻滞以及通过各自产物相互作用的结果。DNA(特别是线粒体DNA)并不像原先设想的那么稳定,包括基因在内的遗传控制体系可受内外环境,特别是氧自由基等损伤因素的影响,会加速衰老过程。在环境还没尽善尽美的条件下,环境是影响衰老的重要因素。譬如我国解放前平均寿命只有35岁,而现在北京市民平均寿命约76岁。还有我国的长寿地方如新疆的和田、江苏的南通、广西的巴马,说明了环境很重要。老百姓延缓衰老能做到的也只有尽量改善环境。但是,同一个长寿村,为什么不是每个人都长寿呢?同时说明遗传起着关键作用。在普通地域,常常有长寿家族,说明长寿基因可以通过遗传来表达。
世界卫生组织将60岁定为老年期的开始。人的衰老犹如春夏秋冬、花开花谢一样,是自然界的美丽现象,人虽然做不到永生,但是我们能追求健康长寿。探讨长寿的奥秘,是医学界的艰巨使命。如果做到80岁、90岁甚至100岁以前不显老,或者做到无病无痛而衰老呢?为此,笔者特意走访了我国初步解开衰老之谜的中国科学院院士、北京大学衰老研究中心主任、北京大学医学部童坦君教授。
人的自然寿命约120岁
《北京参考》人的寿命究竟有多长?
童坦君:法国著名的生物学家巴丰(Buffon)指出:哺乳动物的寿命约为生长期的5-7倍,通常称之为巴丰寿命系数。人的生长期约为20-25年,一次预计人的自然寿命为100-175年。海佛里克证明人类从胚胎到成人、死亡,其纤维母细胞可进行50次左右的有丝分裂,每次细胞周期约为2.4年,推算人类的自然寿命,应为120岁左右。虽然不同学者解答的方式各不相同,但是结论基本一致,目前一般认为人的自然寿命为120岁左右。
《北京参考》:100年以后人的寿命还是120岁吗?
童坦君:平均寿命受环境影响很大,但是各种动物的最高寿限都相当稳定。鼠类最高寿限约为3年,猴约为28年,犬约为34年、大象约为62年,而人类约为120岁。100年以后,老鼠的最高寿命还是3年。但是100年以后人的平均寿命势必会提高。譬如我国解放前后,平均寿命就提高了一大截。要提高人类最高寿命困难重重,需要进行基因改造,虽然目前科学家在果蝇、蠕虫中试验成功,对其进行某些基因导入或使一些基因突变(改造)则可达到延长其最高寿命的作用。
《北京参考》:作为个体,人的寿命能否预测?
童坦君:预测寿命有多长?是很多人都希望知道的。为迎合这种心理,国内外一些非正式医学书刊登了寿命预测法。预测的主要依据,是将影响健康的一些列因素罗列起来,对健康有利的,根据性质或程度,分别加寿一至数年,对健康不利因素,根据危害性质或程度,分别减寿一至若干年。最后,将全部数据加起来得到总和,再与固定寿命指数或寿命基数相加减便可得出预测到的寿命年龄。但是在现实生活中,基因在人体不同的发育阶段是怎样控制衰老演变的?不前还不清楚。因此,目前世界上还没有公认能正确预测人类寿命的方法。
肺最容易衰老
《北京参考》:人什么时候开始衰老?人体器官有衰老次序吗?
童坦君:衰老分生理成分分生理衰老与病理衰老。同一物种不同个体,即使同一个体不同的组织或器官其衰老速度也不相同。从出生到16岁前各组织器官功能增长快,从16--20岁左右开始到平稳期直到30---35岁,从35岁开始有的器官和组织功能开始减退,其衰老速度随增龄而增加。如果以30岁人的各组织器官功能为100的话,则每增一岁其功能下降为:(休息状态下)神经传导速度以 o.4%下降,心输出量以0.8%下降,肾过滤速率以1.0%下降,最大呼吸能力以1.1%下降。可以理解为肺最容易衰老。其次为肾脏的肾小球,再是心脏,而神经、脑组织衰老速度相对慢一些。各组织器官功能随增龄呈线形进行性下降,因此老年人容易患病,这是一般规律。但在现实生活中有的人衰老速度衰老的生物学指标
《北京参考》:那么,什么情况提示人衰老了?
童坦君:制约哺乳动物衰老研究的一个重要因素就是缺少可靠、易测的评估生物学年龄的标志。我们在细胞水平、分子水平发现了一些指标,可作为衰老生物学标志,但是还只是在实验室阶段,离应用到生活中去还有很长的一段路要走。以下5个指标都和衰老有关,但单独使用都有欠缺与不足的地方:
一、成纤维细胞的体外增殖能力。根据细胞的衰老假说,成纤维细胞体外增殖能力是可靠的估算供者衰老程度的指标。
二、DNA损伤修复能力。多种 DNA损伤,如:染色体移位、DNA单双链断裂、片段缺失都随年龄积累。这一现象除与衰老过程中自由基生成率升高及抗氧化剂水平降低有关外,与DNA修复能力降低密切相关。作为估算DNA修复能力的指标包括非程序DNA合成、DNA聚合酶B及内切脱氧核糖核酸酶UV2DNase和AP2DNase。另外,检测各种DNA损伤的方法亦可用于检测该种DNA损伤的修复能力。
三、线粒体DNA片段缺失。线粒体 DNA片段缺失的检测可以毛发为材料,应用甚为便利,是一项很好的衰老生物学标志。
四、DNA甲基化水平。DNA甲基化是真核生物基因表达渐成性调节的重要机制,通过改变染色体的结构,影响DNA与蛋白质的相互作用,抑制基因表达。
五、端粒的长度。对人体不同的组织进行端粒长度检测,发现端粒长度与细胞的寿限相关,精子、胚胎的端粒最长,而小肠粘膜细胞的端粒最短。 Zglinicki等报道,氧化压力造成的单链断裂是端粒缩短的主要原因,过氧化氢诱导细胞出现衰老表型的同时,也加快端粒的缩短。因此,端粒长度不单是细胞分裂次数的"计数器",而是一项细胞衰老的标志。
改善环境改变衰老
《北京参考》:与衰老关系密切的因素有哪些?
童坦君:环境与遗传因素影响着衰老进程。其中遗传控制起着关键作用。衰老并非单一基因决定,而是一连串"衰老基因"、"长寿基因"激活和阻滞以及通过各自产物相互作用的结果。DNA(特别是线粒体DNA)并不像原先设想的那么稳定,包括基因在内的遗传控制体系可受内外环境,特别是氧自由基等损伤因素的影响,会加速衰老过程。在环境还没尽善尽美的条件下,环境是影响衰老的重要因素。譬如我国解放前平均寿命只有35岁,而现在北京市民平均寿命约76岁。还有我国的长寿地方如新疆的和田、江苏的南通、广西的巴马,说明了环境很重要。老百姓延缓衰老能做到的也只有尽量改善环境。但是,同一个长寿村,为什么不是每个人都长寿呢?同时说明遗传起着关键作用。在普通地域,常常有长寿家族,说明长寿基因可以通过遗传来表达。
端区长度随增龄缩短 女性比男性长寿
《北京参考》:人的衰老有性别差异吗?
童坦君:流行病学调查表明,人类女性比男性长寿。从分子水平如何解释女性寿命比男性长这一普遍的生命现象呢?这得从衰老机理说起,比较公认的如氧自由基学说,还有现代的DNA损伤修复学说、线粒体损伤学说以及端区假说等。下面将目前国际上衰老研究的热点结合我们自身的研究工作介绍如下,人类除干细胞外,大多数体细胞端区长度随年龄增加而缩短,而体外培养的细胞端区长度随传代而缩短;端区缩短到一定程度,细胞不再分裂,即不能传代,最终衰老直至死亡。端区是指染色体末端的特殊结构,此结构可防止两条染色体末端的DNA链(又名脱氧核糖核酸,它是蕴含遗传信息的遗传物质)因互相交联而造成染色体的畸变。研究中发现,相同年龄组的成年男性的端区长度长于女性,但随增龄端区长度缩短速率却比女性快,每年差3bp。
《北京参考》:人能够改变衰老吗?
童坦君:运动医学专家研究表明,心肺功能、骨质疏松情况、肌肉力量、身体的耐久力、胆固醇水平、血压等,通过长年锻炼或参加体力劳动、保健是可以改善的。难以改善的指标,只有头发的变白与皮肤弹性减退及萎缩变薄两项。从分子水平讲,我们在细胞衰老相关基因及信号传递通路的先后研究中发现抑癌基因p16通过调节1Kb蛋白活性,不通过端粒酶,就可影响端粒长度、
DNA修复能力与细胞寿命,初步阐明 p16是人类细胞衰老遗传控制程序中的主要环节。这是我国在人类细胞衰老机理研究上取得的突破,还发现衰老相关基因p2 1可保护衰老细胞免于凋亡。至于还有哪些基因管着衰老、怎么管着衰老的速度,都是人类将要继续研究的课题。
《北京参考》:老百姓目前如何做到延缓衰老?
童坦君:改善内外环境--遵循平衡饮食、适当运动、心理平衡原则。对于好的环境因素,我们充分利用它;对于不好的因素,要了解它、调控它。平平常常普普通通轻轻松松《北京参考》:童老您今年多大年纪?您看上去很精神,请介绍一下您的养生之道。
童坦君:我71岁。老年人要平平常常过日子,不要有压力。
我觉得健康老人最重要的是双腿灵、手脚要利落,不要老是坐着不动或躺着。如能胜任长途步行,则反映心脏功能良好。值得一提的是,老年人不要一看电视就好几个小时。对于饮食要普普通通,不要太挑剔,也不忌口,譬如说肥肉,我也吃它一口,但总量不要太多。在心理方面,平时要做高兴的事,以求轻轻松松。譬如爬山时,你可以什么事情都不想。老年人退休后的生活也可以出彩儿,但不要太累;帮着带带孙子,其实是最幸福的事情。
以崇尚科学为荣以愚昧无知为耻
《北京参考》:您当初从事衰老研究工作是怎么想的?
童坦君:据统计,一个人一生的医药费用有三分之二花在老年阶段,随着老年人的增多,其医疗费用将成为家庭和社会的沉重负担,因此老年医学越来越重要。对衰老的研究目的就是要提高老年人的生命质量,延长老年人的健康期、缩短带病期而不仅仅是多活几年。衰老研究是一个年轻的学科,过去的研究方向是整体器官研究,现在是在细胞水平方面研究,以后还要做模式动物研究,但是又不能把动物研究的直接结果用在人的身上,因此,衰老研究还要多样化,不仅要在细胞水平做,还要在器官水平、整体水平做,这样衰老机理研究才能跟上国际与时代。老年医学基础研究对老年临床医学有着重要的作用。我国老年医学基础研究还比较薄弱,如掉队就很难赶上,我们应以崇尚科学为荣,以愚昧无知为耻,我国虽然是人口大国,但是衰老研究工作并不矛盾,在国际上应该处于先进行列。
美科学家衰老新解 人类寿命是可以改变的
2005年02月07日 09:12 新华网
美国《新闻周刊》1月17日一期刊登一篇题为《岁月的皱纹》的文章,介绍五位科学家对衰老的生物化学过程提出的新解释;他们有一个共同的认识,即人类的寿命并不是固定不变的。文章摘要如下:
虽然死亡与纳税一样不可避免,但是未来人们的衰老过程会变慢,寿命也会明显延长。五位科学家对衰老的生物化学过程提出了新的解释,为益寿延年药物的问世敞开了大门。虽然他们的研究方法不尽相同,但都有一个共同的认识,即人类的寿命并不是固定不变的。增强:目标基因在抗衰老方面更加活跃,几年前,分子遗传学家辛西娅·凯尼恩的学生拿着一盘蚯蚓问过往行人他们认为这些蚯蚓有多大。多数人说,它们只有5天那么大。他们并不知道凯尼恩已经修补了这些蚯蚓的基因。这些蠕动的生物的健康状况完全像刚出生5天的样子,但实际上它们已经出生144天了 — 这是它们正常寿命的6倍。
十年来,凯尼恩坚持不懈的研究已经表明:通过改变激素水平增强约100种基因的功能,“就可以轻而易举地使寿命大为改变”,至少蚯蚓是这样。这些基因有的能够产生抗氧化剂;有的能够制造天然的杀菌剂;有的则参与将脂肪运送到整个身体;还有一些被称作是监护人,据凯尼恩说,它们“能够使细胞成分保持良好的工作状态”。一般来说,这些基因越活跃生物的寿命就可能越长。
1993年,凯尼恩关于蚯蚓基因的研究成果首次发表,持怀疑态度者预言这项成果在人类身上行不通。科学家们仍不了解人类和蚯蚓寿命长短如此悬殊的确切原因,更不知道改变蚯蚓寿命长短对人类来说可能意味着什么。不过,蚯蚓的细胞构成很大程度上与高等哺乳动物十分相似。这项发现为生产保健营养品的长生公司打开了大门,该公司正在尝试开发一种药物,这种药物能够产生与凯尼恩的基因修改相同的效果。凯尼恩说:“我并不是说改变一些基因,人类就能够长生不死,但是这可以使80岁的老人看上去像40岁的样子。”对此,谁会反对呢?
压力:长期紧张使细胞衰老得更快
如果你抱怨压力使你又增添了新的皱纹或白发,很有可能你是对的。
《国家科学院学报》去年秋季发表的一项研究报告为你的这种看法提供了科学依据。参与这项研究的加州大学精神病学助理教授埃莉莎·埃佩尔和她的同事们发现,长期处于紧张状态,或仅仅是感到了紧张,就能明显缩短端粒的长度。端粒就是细胞内染色体端位上的着丝点,可用来衡量细胞衰老过程。端粒越短,细胞的寿命就越短,人体衰老的速度就越快。
埃佩尔对39名年纪在20岁—50岁之间的女性进行了研究,她们的孩子有的患严重的慢性病,比如大脑性麻痹。埃佩尔将她们与同一年龄组但孩子都很健康的另外19名母亲进行了比较。母亲照顾患病小孩的时间越长,她的端粒就越短,而且她所面临的氧化压力(释放损害DNA的自由基的过程)就越大。与感觉压力最小的妇女相比,两组女性中自称压力最大的人,其端粒与年长她们10岁的人相当。
虽然埃佩尔承认要想证实她的发现还需要进行更多的研究,但是她认为这个结果可能有积极意义。她说:“既然我们认为我们能够看到压力会造成细胞内的损伤,人们可能会更加重视精神健康。”她补充说,DNA受损可逆转是“绝对”有希望的,“改变生活方式,学会化解压力,就有可能改进你的生活质量、情绪和延长寿命”。
限制:严格控制卡路里摄取可能减缓衰老速度
1986年,当伦纳德·瓜伦特第一个提出通过限制卡路里的摄取来研究生物学的衰老时,这个主意听上去荒唐可笑。然而在过去十年中,研究人员主要了解为什么突然降低卡路里的摄取能激发一种名为SIR2的基因的活性并能延长简单生物体的寿命,而且取得了很大进展。
瓜伦特和一位名叫戴维·辛克莱的哈佛大学研究者都是这方面的顶尖专家,他们主要研究名为“sirtuins”的抗衰老酶,这是SIR2或哺乳动物身上的与SIR2类似的SIRT1所产生的蛋白家族。瓜伦特的实验已经搞清楚了SIR2背后的很多基本分子过程。例如一种名为NADH的天然化学物质可以抑制“sirtuins”发挥作用;他们已经确认NADH含量较低的酵母存活的时间更长。辛克莱发现白藜芦醇与限制卡路里摄取有关联。研究表明,酵母在大剂量白藜芦醇的作用下能延长寿命70%。
因为很少有人愿意大幅度限制卡路里的摄取,瓜伦特就开始寻找一种有相同功效的药剂。长生公司也开始利用瓜伦特的研究成果,这意味着有朝一日不用再提节食这个字眼,人类或许照样能从限制卡路里摄取中获得好处。
补给:两种化学物质使老鼠变年轻
据《国家科学院学报》2002年发表的研究报告说,加州奥克兰研究所儿童医学专家布鲁斯·埃姆斯和他的同事把两种在体细胞中发现的化学物质 — 乙酰基L肉碱和α硫辛酸 — 给老鼠吃。这不仅使老鼠在解决问题和记忆测试中表现更佳,而且行动起来也更加轻松和充满活力。
研究人员确认,不同化学物质混合起来能够改善线粒体和细胞器的功能,而细胞器是细胞主要的能量来源。埃姆斯在一项研究中发现,当加入过氧化铁或过氧化氢的时候,硫辛酸能保护细胞不被氧化。
衰老:透过现象看本质
一、前言
当前,生命科学有关衰老机制的研究,正处于百花齐放、硕果累累的时期(Comfort, 1979; Medvedev, 1990; Hayflick, 1998; Kirkwood, 1999; Warner, 2005; Yin & Chen, 2005),然而,由于衰老过程极其复杂,影响因素千变万化,又由于各个领域研究工作者的知识局限和专业偏见,我们实际面临的是一个鱼龙混杂,莫衷一是的混乱局面(Medvedev, 1990; Olshansky et al. 2002; de Grey et al., 2002; de Magalhaes, 2005)。
在这篇论文中,我们将首先简明地回顾有关衰老机理研究的重要进展,探讨在衰老过程中,遗传基因调控与不可避免的环境因子损伤的相互作用。接着,我们强调指出,为了研究真正意义上的衰老过程,应该将注意力集中在健康状态下的种种生理性老化改变,而不是病理性变化。例如,生物体内蛋白质的增龄性损变是一个最为普遍存在的老化现象。在详细阐述自由基氧化和非酶糖基化生化过程,以及熵增性老年色素形成生化机理后,重点探讨了羰基毒化(应激)在衰老过程中的特殊重要意义(Yin & Brunk,1995)。最后,透过现象看本质,提出生化副反应损变失修性累积是生理性衰老过程的生化本质。
二、衰老理论概述和对衰老机理研究的总体评论
大量的生命现象和实验事实提示,尽管少数低等动物的死亡显示出有一些神秘的“生命开关”在起作用,但衰老过程,尤其是高等动物在成年后的衰老过程已被清楚地认识到是一个受环境因素影响的缓慢渐进的损伤和防御相拮抗的过程。大量现行的重要的衰老研究成果都无可争辩地显示了这一点(Comfort, 1979; Medvedev, 1990; Hayflick, 1998; Yin, 2002)。为了便于分析和讨论,我们首先列出数十种迄今最为重要的衰老学说:
整体水平的衰老学说主要有:磨损衰老学说(Sacher 1966)、差误成灾衰老学说(Orgel 1963)、代谢速率衰老学说、自体中毒衰老学说(Metchnikoff 1904)、自然演进衰老学说(程控学说)、剩余信息学说(程控学说)、交联衰老学说;
器官水平的衰老学说有:大脑衰退学说、缺血损伤衰老学说、内分泌减低衰老学说(Korencheysky, 1961)、免疫下降衰老学说(Walford 1969);
细胞水平的衰老学说有:细胞膜衰老学说(Zs.-Nagy, 1978)、体细胞突变衰老学说(Szilard, 1959)、线粒体损伤衰老学说(Miquel et al., 1980)、溶酶体(脂褐素)衰老学说(Brunk et al., 2002)、细胞分裂极限学说(程控学说);
分子水平的衰老学说有:端粒缩短学说(程控学说)、基因修饰衰老学说、DNA修复缺陷衰老学说(Vilenchik, 1970)、自由基衰老学说(Harman, 1956, 2003)、氧化衰老学说(Sohal & Allen, 1990; Yu & Yang, 1996)、非酶糖基化衰老学说(Cerami, 1985)、羰基毒化衰老学说(Yin & Brunk, 1995)和微量元素衰老学说(Eichhorn, 1979)等等。
其它重要的衰老学说还有熵增衰老学说(Sacher 1967, Bortz, 1986)、数理衰老学说和各种各样的综合衰老学说(Sohal, 1990; Zs.-Nagy, 1991; Kowald & Kirkwood, 1994)。从上述26种主要的衰老学说可以初略的看出绝大多数衰老学说(22种)认为,衰老是因生命过程中多种多样的外加损伤造成的后果。简言之,是一个被动的损伤积累的过程。
应该说明的是在4种归类为“程控学说”的衰老理论中,细胞分裂极限学说和端粒缩短学说所观察研究的所谓“细胞衰老”与动物整体的衰老有着很大的差别。就“细胞不分裂”这个概念本身而言,并不是“细胞衰老”的同义词。解释很简单,终末分化的神经细胞和绝大多数肌肉细胞在生命的早期(胎儿或婴儿)时期完成了分化以后,便不再分裂,却仍然健康的在动物体内延用终身(Sohal, 1981; Porta, 1990)。近来Lanza等甚至用体外培养接近倍增极限的胎牛二倍体成纤维细胞作为供核细胞成功地培育出了6只克隆牛(Lanza et al., 2000),所述的6只克隆牛的端粒比同龄有性生殖牛还长。其实,从衰老过程的常识(或定义:衰老是生物体各种功能的普遍衰弱以及抵抗环境伤害和恢复体内平衡能力逐渐降低的过程)的角度来讲:端粒缩短与细胞和整体动物的增龄性功能下降基本无关。因篇幅所限,本文不作详谈(Wakayama et al. 2000; Cristofalo et al., 2004)。
生命科学对于遗传因子与环境损伤各自如何影响衰老进程的认识经历了漫长的“各自为证”的阶段。经过遗传生命科学家几十年的辛勤探索,现已实验确定的与衰老和长寿有关的基因已达几十种(Finch & Tanzi 1997; Warner, 2005;),例如:age-1, Chico, clk-1, daf-2, daf-16, daf-23, eat-2, gro-1, hsf-1, hsp-16, hsp-70, Igflr+/-, indy, inR, isp-1, KLOTHO, lag-1, lac-1, MsrA, mth, αMUPA, old-1, p66sh, Pcmt, Pit-1, Prop-1, ras2p, spe-26, sag, sir2, SIRT1, sod1 基因等等(Hamet & Tremblay, 2003; Warner, 2005)。这些寿命相关基因可被大致分为四类:1)抗应激类基因(如,抗热休克,抗氧应激类);2)能量代谢相关基因(如,胰岛素/胰岛素因子信号途径,限食或线粒体相关基因);3)抗损伤和突变类基因(如,蛋白质和遗传因子的修复更新等);4)稳定神经内分泌与哺乳动物精子产生的相关基因等。好些“寿命基因”的生物学功能目前还不是很清楚。
另外,研究发现的与细胞分裂和衰老相关的细胞周期调控因子有CDK1、PI3K、MAPK、IGF-1和 P16等等(Wang et al., 2001; de Magalhaes, 2005)。因此,生命科学家已经清醒地认识到确有与衰老和长寿相关的基因,但掌管寿命长短的遗传因子不是一个或几个,也不是一组或几组,而是数以百计的遗传因子共同作用的结果(Holliday, 2000; Warner, 2005)。衰老过程是与生理病理相关的,在调控、防御、修复、代谢诸多系统中的多个基因网络共同协调,抵御种种环境损伤的总结果。总之,衰老是先天(遗传)因素和后天(环境)因素共同作用的结果,已逐渐成为衰老生物学研究领域公认的科学事实。
认清了动物衰老的上述特征,关于衰老机制的研究便可理性地聚焦在(分子层面上的)损伤积累和防御修复的范围之内。
三、衰老的生理性特征和潜藏的分子杀手
为了讨论真正意义上的衰老机制,有必要对衰老和老年疾病作较为明晰的界定。一般来讲,学术界普遍认同:衰老不是一种疾病。衰老机制主要研究的是生物体健康状态下的生理性老化改变。
考虑到衰老过程是一个普遍存在的、渐进性的、累积性的和不可逆的生理过程,因此造成生理性衰老的原因应该是有共性的损伤因素(Strehler, 1977)。这些因素造成的积累性的,不可逆的改变才是代表着实际意义的衰老改变。
其实无论是整体水平、器官水平还是细胞水平的衰老改变归根结底还是分子水平的改变,是分子水平的改变分别在不同层次上的不同的表现形式而已。许多非疾病性衰老改变,例如增龄性血管硬化造成的血压增高,又例如胶原交联造成的肺纤维弹性降低和肺活量下降,还有皮肤松弛,视力退化,关节僵硬等等都隐含着生物大分子的内在改变(Bailey, 2001)。这些改变从整体和组织器官的角度来讲不算生病,但分子结构已经“病变”了。例如,蛋白质的交联硬化就是一个最为常见的不断绞杀生命活力的生化“枷锁”,即使是无疾而终的老人,体内蛋白质的基本结构与年轻人的相比也早已面目全非了。生物体内蛋白质的增龄性损变和修饰是一个普遍存在的老化现象。衰老的身体,从里到外、从上到下都可观察到增龄性的蛋白质损变。
当然,许多学者会毫不犹豫地赞同,基因受损应该是导致衰老的重要原因之一。然而,‘衰老过程为体细胞突变积累’的假说却遭到了严谨的科学实验无情地反驳,例如,辐射损伤造成遗传因子突变在单倍体和二倍体黄蜂(wasp)身上应该造成明显的寿差,但研究结果表明,DNA结构遭受加倍辐射损伤的二倍体黄蜂的寿命与单倍体黄蜂相比没有出现显著性的寿命差别,否定了上述推测 (Clark & Rubin, 1961; Lamb, 1965)。另外,大量的生物医学研究表明,衰老过程中DNA损伤和突变的增加主要导致病理性改变(Bohr, 2002; Warner, 2005),比如,造成各种各样的线粒体DNA的疾病(Holliday, 2000; Wallace, 2003)以及癌变的产生等。考虑到衰老过程明显的生理特征,蛋白质的增龄性损伤和改变则显然比遗传物质的损伤、变构对“真正衰老”做出了更多“实际的贡献”(Kirkwood,1999; Ryazanov & Nefsky,2002; Yin & Chen, 2005)。
另外,Orgel (1963) 提出的“差误成灾衰老学说”认为:衰老是生物体对‘蛋白质合成的正确维护的逐渐退化’也遇到了科学实验的强烈挑战而基本被否定(Gallant & Palmer 1979; Harley CB et al., 1980)。Harley等人(1980)的研究表明:‘体外培养的人体成纤维细胞在衰老过程中蛋白质的合成错误没有增加’(注意,对于蛋白质来说,氧化应激几乎为无孔不入和无时不在的生命杀手)。进而,该领域的科学家们越来越清楚地认识到,蛋白质的表达后损变才是生命活动和衰老的最主要的表现。因为与衰老相关的蛋白质变构在衰老身体的各个部位比比皆是(如身体各器官组织的增龄性纤维化和被种种疾病所加速的纤维化),而且组织内蛋白质的衰老损变是最终的也是最普遍的衰老现象。事实上,老化蛋白质损伤几乎在每个衰老假说中都有所涉及。因此,本论文的分析和讨论的重点将聚焦在蛋白质的损伤和修复与衰老的相关性等范畴。
总的来说,蛋白质的合成、损变与更新贯穿于整个生命过程中。在生命成熟以后,蛋白质的合成与降解(速度)处于动态平衡中。随着年龄增长,这个平衡逐渐出现倾斜(Bailey, 2001; Terman, 2001)。衰老的生物体细胞内无论是结构蛋白还是功能性蛋白质的损伤和改变的报道比比皆是(Stadtman, 1992, 2003; Rattan, 1996; Ryazanov & Nef
2. 长寿真的有基因吗
确实有这方面的因素,但后天的环境、饮食等也不可小觑。
3. 长寿基因的长寿基因研究史
美国对芽殖酵母和线虫的基因分析
美国科学家通过对芽殖酵母和线虫的基因分析,鉴别出两种生物共有的25个负责调控寿命长短的基因。美国华盛顿大学等机构的科学家2008年3月13日在《基因组研究》杂志上报告说,在这25个“长寿基因”中,至少15个在人的基因组内存在相似版本。这意味着,科学家有可能借此锁定人体内的基因目标,研究如何减缓人的衰老过程,治疗衰老引发的相关疾病。研究小组人员介绍说,他们选择了单细胞芽殖酵母和秀丽隐杆线虫为基因分析对象,二者都是衰老研究领域常用的模型生物。从进化史来看,这两种生物之间相距大概有15亿年,如此悬殊的进化差距比小毛虫和人之间的进化距离还要大。正因如此,从这两种生物体内鉴别出共同拥有的与寿命相关的基因才显得意义重大。另外,人的基因组内也有十几个类似基因存在,这表明,类似基因很可能也能调控人的寿命。华盛顿大学生物化学家布赖恩·肯尼迪说,他们希望将来通过基因工程方法调控人体内的“长寿基因”,不仅延长人的预期寿命,还能延长“健康寿命”,也就是人的生命中身体健康、不受衰老引起的疾病影响的时间段。
人类的寿命与基因有关
人类的寿命与基因有关,体内有多个基因主宰着人的生命长短。那些在恶劣环境下控制机体防御功能的基因,能够显著地改善多种生物的健康状况并且延长其寿命。利用长寿基因的影响力,可以改变人类的生命进程:不让生长和活力因为年老的衰退而却步;使人能够在70岁、90岁乃至100多岁时,仍然持他50岁时的蓬勃朝气。科学家们曾经认为老化不仅仅是一个衰退的过程,而是生物体的遗传性程序化发育(genetically programmeddevelopment)的积极延续。个体一旦成熟,“衰老基因”(aging gene)就开始将该个体导向死亡。但这种观点已经不再为人们所相信了,现在人们普遍认同:衰老其实只是由于身体的正常防卫及修复机制随时间流逝而衰退导致的。然而,研究者发现,有一个基因家族与生物体的应激耐受性有关,它们能够加强各个年龄段生物体的自身防卫及修复活性。这些基因通过优化身体的生存机能,最大程度地提高个体渡过困境的几率。如果这些基因处于激活状态的时间足够长,那么还能显著地增进生物体的健康,并延长寿命。其实,这个基因家族就是那些与衰老基因相对立的长寿基因(longevity gene)。
人们对SIR2基因的认识最多
作为首先被确认的长寿基因之一,人们对SIR2基因的认识最多,对长寿基因的研究,让人们看到基因的生存调控机制如何延长寿命,以及如何增进健康。而且越来越多的迹象表明,SIR2基因很可能就是这个机制中的重要调控基因。在寻找引发酵母菌细胞个体衰老的原因时,第一次发现:SIR2基因是长寿基因。当时,我们曾设想这种简单生物体的衰老可能是由某种单一基因所控制,并认为对酵母菌寿命的了解,或许会帮助我们理解人类的衰老过程。而这在当时很多人看来,这些观念是极其荒谬的。酵母菌的衰老程度,是以母细胞在死亡之前分裂产生子细胞的次数来衡量的。酵母菌细胞的寿命,通常在分裂20次左右。
早在20世纪90年代就有报道指出,发现蠕虫和果蝇体内的FOXO3A基因与其衰老过程有密切的关系。从这以后,FOXO3A基因就成为了衰老遗传研究领域中一个非常引人瞩目的元素。也正是因为这样,德国基尔大学临床分子生物学研究团队长期以来都一直努力致力于对这种基因在人类体内变异形态的研究工作。
4. 长寿主要是基因决定的还是后天决定的怎样让自己长寿
生活中总会有这种人出现,TA抽烟喝酒熬夜一样不落,但是寿命还是很长,其实是因为TA体内携带了一种长寿基因。父母遗传给你的基因,在一定程度上也决定你寿命的长短,良好的生活习惯,规律的健康饮食,定期的运动,在某种程度上便会抵消一些不利的遗传因素,进而延长自己的寿命。
所以说生命是一个非常复杂的因素,我也一直说长生不老是一件复杂的生命系统工程,而且是一点一滴缓慢改变的。合抱之木,生于毫末;九层之台,起于累土;千里之行,始于足下。同样人的身体损坏也是一点一滴改变的,千里之堤溃于蚁穴。对于我们的身体,我们一定要爱惜,尽量不要熬夜,抽烟喝酒,保持良好的心态,祝您身体健康,生活愉快!
5. 长寿基因是遗传父亲还是母亲
长寿要靠母亲遗传?
来源: 时间:2009-12-02 10:01:34
有没有一个决定每个人寿命的“长寿基因”?来自复旦大学生命科学院的专家组成课题组经过两年的大规模调查,发现了一个与中国人寿命相关的DNA谱系。这一成果发表在最新一期的国际著名刊物《公共科学图书馆·综合》(PloS One)上。 蹲点长寿之乡调研 领导这项研究的是复旦大学教授金力,他带领的研究团队来到江苏省如皋市,启动了“如皋长寿人群健康跟踪调查”。如皋是中国有名的长寿之乡,2000年公布的全国平均寿命是71岁,而如皋为75.58岁。到2007年底,拥有140万人口的如皋生活着102位超过百岁的老人。选择如皋作为测试地点,能获得更为丰富的极端长寿者样本。 研究者选择了705位95岁以上老人组成一个“极端长寿组”(其中包括102位百岁老人),他们还随机挑选了900多位60岁-69岁的老年人组成“老年人组”、400多位40岁-49岁中年人组成“中年人组”,三组人群进行对照。通过分析血液,提取DNA进行检测,研究者发现,“极端长寿组”中约有20%老人的基因线粒体上,有一种B4单倍群的分布明显较多。而通过三个组别的对比还发现,基因线粒体上的M9线粒体单倍群、N9单倍群频率从中年组、老年组到“极端长寿组”依次降低。 主要是从母亲遗传 金力表示,这项研究还是初步结果,现在还没有发现“长寿基因”,但可以证实,上述三种单倍群跟长寿密切相关。金力说,日本的一项长寿人群遗传学调查也表明,长寿者中的很多人拥有B4单倍群。金力认为,从遗传学角度分析,长寿是可以遗传的,主要是从母亲处遗传,也就是说,如果母亲长寿,其子女长寿可能性较大;如果父亲长寿,其子女未必长寿。 外界因素影响很大 健康长寿一方面取决于遗传背景,但很大程度上也受到外界环境及生活方式的影响。此次调查有一个重要命题,即“环境因素和遗传因素,哪一个对长寿的影响更大?”结果显示,遗传因素对寿命的贡献只占25%;心理健康、生活满意程度、饮食、水质、空气污染程度等环境因素对寿命的影响更大。 研究人员发现,“极端长寿组”中约有30%的人一直以蜂蜜作为主要的调料,另有40%的人长期食用红枣。同时,通过心理检测,百岁老人的大部分对现在的生活感觉良好,生活中心平气和。此外,如皋当地气候温和、水质优良、空气清新,是全国有名的花卉之乡;而且民风纯朴,社会上有尊老的氛围;再加上他们在遗传上的优势,因此这里的百岁老人比其他地方更多一些。
6. foxo3a是什么基因
主要用于经过加工成泥茸状或半流质状态的原料,入锅烹制而成的菜肴。软炒可分为二种:一是先将原料用汤或水调散,加入蛋液或蛋清
7. 求告诉改善长寿基因都用哪款产品呢
说到做的好,那就是Life Password的NMN11000,可以激活人体长寿因子基因,来实现抗衰老效果,这是目前很多人追求的
8. 长寿基因的初步解密
它拥有多种组合方式
俄罗斯科学院“矢量”病毒学和生物技术科学中心研究人员在3种基因(P53、CCR5和ФНО)的基础上,发现了多种长寿基因组合,并发现它们之间的不同基因组合对人体健康有着不同的影响,有的基因组合可以延长人的寿命,有的则相反,会导致一些重大疾病的发生。有关专家认为,该科研成果对人寿命的研究有重要价值。
人类寿命的延长是一个复杂过程,依赖于个体的遗传特点和其产生的环境。影响人类寿命的基因可以分为持久性基因、短暂性基因和中性基因三类。因此,长寿者体内一定含有持久性基因的组合。细胞循环的关键调节器P53、化学增活受体基因CCR5和肿瘤坏死因子ФНО都属于持久性基因。研究人员在比较了研究西伯利亚地区长寿者(年龄在84岁-104岁)和少年之间的上述三种基因组合后发现,更多长寿者的基因是持久性基因的组合。比如,ФНО与某些不太活跃的P53的组合,就能够保障细胞的自然死亡,预防疾病发作,这样的基因组合经常能在长寿者中找到。但是,ФНО与CCR5基因组合,则会促进传染病的扩散,包括心血管疾病和肿瘤疾病,有一种与ФНО的基因组合还具有增强抗微生物和抗肿瘤的功能。但是,P53基因的某些组合则可导致肿瘤和青光眼疾病的产生。 有关专家指出,对长寿基因库的研究可获得基因与基因之间、基因与环境之间相互作用的科学信息,更多地认识基因与长寿之间的关系。
在很多种类中,卡路里限制(calorie restriction CR)能改善个体健康、延长寿命。尽管已证明CR能够调节很多下游分子和生理系统,但是CR延长寿命的机理还尚未清楚。果蝇属基因Indy(I’m not dead yet的缩写),在果蝇代谢中参与传送以及储存三羧酸循环的中间产物,科学家猜测。Indy活性的降低能够延长寿命,其机理可能是通过类似于CR改变生理代谢而延长寿命。
科学家Pei-Yu Wang等对此进行了研究,结果为:
和先前假设一致,卡路里摄入量和Indy突变体寿命有很强的相关性(Fig 1A)。和对照组(野生型,+/+)相比,Indy206杂合子无论在正常热量摄入情况下(食物含有10%的葡萄糖和酵母,1.0N)或者高卡路里(1.5N)情况下,寿命都显著性延长(延长29%,P<0.001)。然而在低卡路里(0.5N)情况下,Indy杂合子的寿命最短。卡路里摄入影响Indy mRNA表达量(Fig 1B):野生型从1.5N减少至1.0N,1.0N至0.5N,Indy 的mRNA表达量分别减少了19%和9%; Indy突变体(206/206)果蝇从1.5N减少至1.0N,则减少20%。当Indy mRNA的表达量为正常值25%-75%时,果蝇的寿命最长(Fig 1C)。Indy 长寿的果蝇和CR长寿的果蝇有一些相同表型,比如胰岛信号的减少:和+/+组(1.5N的野生型果蝇)相比,CR组(0.5N的野生型果蝇)和+/206组(1.5N的Indy杂合子)的三种类胰岛肽Dilp2,Dilp3,Dilp5表达量都减少了约50-60%(Fig 2A);FoxO蛋白的核定位是评价果蝇胰岛素信号状态更直接的方法,当胰岛素信号减弱,FoxO蛋白增加表达,+/+组含有很少的FoxO蛋白,CR组和+/206组都出现FoxO蛋白的表达量增加(Fig 2C)。
此外CR组和+/206组都不耐饥(Fig 3A),他们的体重增加的很少(Fig 3C),其甘油三酯和脂肪贮存也很少。在饥饿16h后,+/+组在16h后仍然含有大量油红o染色(Fig 3D,E,H和I),然而CR组和+/206组其脂肪体细胞中几乎没有油红o染色(Fig 3F,G,J和K)。
当哺乳动物限制热量摄入后,会增加自发性的体力活动,这种现象在果蝇中也存在。有趣的是,+/206组(高卡路里摄入)也增加自发性的体力活动(Fig 4)。
因此:Indy和CR相互作用影响寿命,Indy的减少会出现类似CR延长寿命的状态。
9. 什么控制人寿命 基因里藏着长寿秘密
击。 新陈代谢速度复影响制寿命 睡潜麟麟 舔;粼粼霭瀑纂蒸 忿 办法来达到延长寿命的自的。 吃得少容易长寿 祷瞿统撒撰就鑫 蓄霭篡醚琴臀魏篡露髻 豁斌霖鼻蹂耀鬓 么贯每嘛吃黝瘫一可以 癌撼羚:@叶明科学家认为,理论上人类寿命有120岁,乌龟有150岁,狗有20岁。这种物种之间的寿命差异是由基因决定的。科学家已经在若干个物种里找到了跟寿命有关的基因,其中既有延长寿命的“长寿”基因,也有缩短寿命的基因。生物体内有一种新陈代谢的副产物,叫活性氧,也叫自由基,与机体老化、癌症等疾病的发生密切相关。细胞氧化会造成细胞损伤或老化,而“长寿”基因的产物能防止细胞氧化,从而使人长寿。还有些基因的产物能修复受
10. 科学研究发现人体寿命有望突破150岁,是怎么一回事有可能实现吗
21世纪初的2000年9月,美国哈佛大学博士后吴柏林精心撰写的《人体革 命》发表。这本书的封面上除了赫然的“人体革 命”四字,还有一行显眼的大字“基因科学能使您活到150岁”。那时候,不少人都觉得吴柏林是在危言耸听博人眼球。如今20多年过去,回顾《人体革 命》一书,只觉当真如此。
(图:Haim Cohen)
延伸阅读:https://www.nature.com/articles/s41467-021-23545-7
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1365-2
https://www.nature.com/articles/s42255-020-00298-z
https://www.nature.com/articles/npjamd201621