理解细胞与衰老，才能更好地抗衰老！

前

QIAN

言

YAN

你想活多少年？

现在想一想，你刚才给出的答案，有多大程度是因为“活得久也不一定有生活质量，我不想最后只是维持着生命的苟延残喘”？

如果有一天有人告诉你，有一种方法，能让你不会在人生的最后阶段饱受疾病的折磨，不会在中年以后就得心血管疾病、骨质疏松、癌症、阿尔兹海默症、糖尿病，在120岁的时候，你仍然能至少以你当下的健康状况活着。

知道了这些，你想活到几岁呢？

本文将简单阐述细胞与衰老、疾病的联系，以及干细胞作为一种细胞技术的发展及应用前景。

要研究为什么变老，我们首先要讨论一下，「衰老」指的是什么？

我们对“变老”这个词很熟悉——白头发、皱纹、老花镜…...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，一般认为，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。

导致衰老的主要机制

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。

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。

端粒长度降低至一定水平，细胞停止分裂

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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。

细胞凋亡前后示意图

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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。

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。

如何减缓衰老

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、活得更久。

心血管疾病、糖尿病、癌症……老年人中各种疾病的发生非常常见。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」——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。

干细胞被认为可分化的细胞分类

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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，会对所处的环境相应地形成不同的反应，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人包括脊髓损伤、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。

干细胞的获取方式

就目前的研究状况，干细胞的获得有以下几种方法：

第一种是胚胎干细胞。这些干细胞来自于三到五天大的胚胎。在这个阶段，一个胚胎被称为囊胚，有大约150个细胞。这些是多能干细胞 （plsuripotent stem cells），意味着它们可以分裂成更多的干细胞，或者可以成为身体中的任何类型的细胞。这种多功能性使得胚胎干细胞可以用于再生或修复病变组织和器官。不过，受制于伦理，胚胎干细胞仅限于基础研究。

第二种是成人干细胞。这些干细胞在大多数成人组织中都有少量存在，如骨髓或脂肪。与胚胎干细胞相比，成人干细胞产生身体各种细胞的能力更为有限。直到最近，研究人员认为成人干细胞只能创造相似类型的细胞。例如，研究人员认为居住在骨髓的干细胞只能产生血细胞。然而，新出现的证据表明，成人干细胞可能能够创造各种类型的细胞。例如，骨髓干细胞可能能够创造骨或心肌细胞。这项研究已导致早期阶段的临床试验，以测试对人的有用性和安全性。例如，成人干细胞目前正在神经系统或心脏疾病患者中被进行测试。

第三种是成人细胞被改变为具有胚胎干细胞的特性（诱导性多能干细胞）。2006年日本京都大学山中伸弥《细胞》上发表了相关研究，并以此成果获得2012年的诺贝尔生理学奖。他的研究中，成功地逆转已经分化了的细胞，使之重新恢复到类似于胚胎干细胞的全能型状态。这项新技术可能允许研究人员使用重新编程的细胞而不是胚胎干细胞，并防止免疫系统对新干细胞的排斥。研究人员已经能够将普通结缔组织细胞，重新编程成为功能性心脏细胞。在研究中，注射了新心脏细胞的心力衰竭动物的心脏功能和生存时间得到了改善。

第四种是围产期干细胞。研究人员已经在羊水以及脐带血中发现了干细胞。这些干细胞也有能力改变成专门的细胞。羊水填充了包围和保护子宫内发育中的胎儿的囊。研究人员在从孕妇身上抽取的羊水样本中发现了干细胞，以测试异常情况--这种程序称为羊水穿刺。

干细胞再生疗法

干细胞治疗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。很多治疗报告都显示，在使用干细胞治疗后，患者在不到6个月的时间里看到了改善，这与通常涉及非常长的恢复时间的手术相比是相当不错的结果。

同时干细胞也可以用于替换因化疗或疾病而受损的细胞，或作为捐赠者的免疫系统对抗某些类型的癌症和血液相关疾病的一种方式，如白血病、淋巴瘤、神经母细胞瘤和多发性骨髓瘤。

甚至更大胆畅想，干细胞可能能在未来真实有效的如本文开头所说的那样延长人类的健康寿命，纽约阿尔伯特-爱因斯坦医学院的科学家们进行了一些实验，将干细胞注射到动物的大脑中。他们发现，这一过程使它们的寿命延长了10-15%，并减缓了老年小鼠的衰老过程。

干细胞治疗动物试验示意图

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总之，这是一片仍有广阔探索空间的领域，正等待我们去发掘，干细胞的未来已来。

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