理解細胞與衰老，才能更好的抗衰老

衰老

By willie wang

14 2 月, 2023

前言/

你想活多少年？

現在想一想，你剛才給出的這個答案，有多大程度是因為「活的久也不一定有生活質量，我不想最後只是維持著生命苟延殘喘」？

如果有一天有人告訴你，有一種方法，能讓你不會在人生的最後階段飽受疾病的折磨，你不會在中年以後就得心血管疾病，骨質疏鬆，癌症，虛弱，阿爾茲海默症，糖尿病，在120歲的時候你仍然能至少以你當下的健康狀況活著。

知道了這些，你想活到幾歲呢？

本文將簡單闡述細胞與衰老、疾病的聯繫，以及幹細胞作為一種細胞技術的發展及應用前景。

要研究為什麼變老，我們首先要討論一下，「衰老」指的是什麼？

我們對「變老」這個詞很熟悉——白頭髮、皺紋、老花鏡…那從生物角度來講，要明白生物的衰老，我們必然要從細胞的衰老講起。

細胞衰老，一般認為指的是，隨著時間推移，細胞對壓力和其他細胞損傷的抵抗力逐漸下降，導致細胞功能逐漸喪失、活率下降。

導致衰老的主要機制

1、DNA損傷

我們身體的大部分細胞都有細胞核，而DNA就在細胞核內，但這些DNA有時會被損傷，損傷的原因可能是外源的（如電離輻射或化療藥物暴露），也可能由內源的活性氧自由基導致。正常情況下，DNA在受損的時候會有一套修復的機制，但是有些損傷不可逆，或者沒有被修復好，就會一直存在，久而久之就導致細胞功能的喪失。

成人型早老症（Werner syndrome）就是一個很典型的例子，患者的DNA受損，導致產生有缺陷的解旋酶。解旋酶在參與每一次DNA複製、轉錄、重組，因此對於細胞的複製和修復都至關重要，所以可以想像，如果解旋酶受損，DNA受到的損傷就會迅速積累，這將導致DNA的提早衰老。

複製衰老：細胞分裂的能力下降

每一個細胞能夠分裂和被複製的次數都是有限的。這就意味著，在經過一定數量的裂或複製後，這些細胞將不再繼續分裂常（正常非惡性細胞在大約50次分裂後就會停止），它們將停滯在不分裂的終末狀態–這被稱為細胞衰老。

端粒長度降低至一定水平，細胞停止分裂

為什麼會有這樣一個機制呢？

在染色體的末端存在一小段DNA，稱之為「端粒」(Telomere)。端粒的作用是保護染色體，它們在DNA序列中把一條染色體與另一條染色體分開，如果沒有端粒，染色體的兩端就會融合，從而導致大規模的基因組不穩定。每一次細胞分裂，DNA被複製的時候，端粒會被磨損一點，在經過一定次數的複製以後，端粒就會被磨損到一個臨界長度。如果沒有了端粒，染色體就不能很好地被保護，最後形成的就是破壞了的DNA。為了防止這種情況的發生，在經過一定次數的分裂後，達到臨界長度的端粒會引起DNA損傷應答，使得細胞進入細胞週期中的停滯狀態。

細胞凋亡前後示意圖

這就是為什麼所有健康的人體細胞的生命都是有限的——它們只能分裂有限次數。

需要注意的是，儘管我們在文章的一開始提到，要瞭解人體的衰老要先瞭解細胞的衰老，但對多細胞生物而言,細胞的衰老和死亡與機體的衰老和死亡是兩個不同的概念,機體的衰老並不等於所有細胞的衰老,但是細胞的衰老又是同機體的衰老緊密相關的。細胞衰老的過程提供了一種通過分離受損細胞來維持組織平衡的防禦機制。衰老細胞影響從癌症到糖尿病和老化的許多生理和病理過程。相應地，瞭解衰老為何會導致這些疾病可能會促使治療一系列疾病的提前衰老療法和抗衰老療法的開發。

如何減緩衰老

隨著我們對於人體衰老的逐步瞭解，已經在「如何減緩衰老」這一議題上有了越來越多的突破。而在研究過程中，有一個至關重要的認識上的轉變：研究研究衰老的重點不在於延續生命，而在於更健康的活更久。

心血管疾病、糖尿病、癌症……老年人中各種疾病的發生非常常見。我們接受變老是自然的、不可避免的過程，但我們會一直反抗癌症、疾病，而這些其實就是變老的「症狀」——細胞老化、機體老化的結果。

有了這一層認識後，科學家們正在逐步試圖從根本上解決這一問題。幹細胞療法就是其中的一個嘗試方向。

幹細胞是身體的原材料–所有其他具有特殊功能的細胞都是由它產生的。在身體或實驗室的適當條件下，幹細胞會分裂形成更多的細胞，稱為種子細胞。

這些種子細胞要麼成為新的幹細胞（自我更新），要麼成為具有更具體功能的專門細胞（分化），如血細胞、腦細胞、心肌細胞或骨細胞。

幹細胞被認為可分化的細胞分類來源：搜狐

幹細胞可以被引導成為特定的細胞，可用於再生和修復人們患病或受損的組織，這就是為什麼我們人體在一些受傷的情況下傷口自己會癒合。而同時，又因為幹細胞具有極強的分化潛力，會對所處的環境會相應的形成不同的反應，科學家們寄希望於使用幹細胞來培育新的組織進行治療，或用於移植和再生醫學。

可能受益於幹細胞療法的人包括脊髓損傷、1型糖尿病、帕金森病、肌萎縮側索硬化症、阿爾茨海默氏病、心臟病、中風、燒傷、癌症和骨關節炎患者。

幹細胞的獲取方式

就目前的研究狀況，幹細胞的獲得有以下幾種方法：

第一種是胚胎幹細胞。這些幹細胞來自於三到五天大的胚胎。在這個階段，一個胚胎被稱為囊胚，有大約150個細胞。這些是多能幹細胞（plsuripotent stem cells），意味著它們可以分裂成更多的幹細胞，或者可以成為身體中的任何類型的細胞。這種多功能性使得胚胎幹細胞可以用於再生或修復病變組織和器官。不過，受制於倫理，胚胎幹細胞僅限於基礎研究。

第二種是成人幹細胞。這些幹細胞在大多數成人組織中都有少量存在，如骨髓或脂肪。與胚胎幹細胞相比，成人幹細胞產生身體各種細胞的能力更為有限。直到最近，研究人員認為成體幹細胞只能創造類似類型的細胞。例如，研究人員認為居住在骨髓的幹細胞只能產生血細胞。然而，新出現的證據表明，成人幹細胞可能能夠創造各種類型的細胞。例如，骨髓幹細胞可能能夠創造骨或心肌細胞。這項研究已導致早期階段的臨床試驗，以測試對人的有用性和安全性。例如，成人幹細胞目前正在神經系統或心臟疾病患者中被進行測試。

第三種是成人細胞被改變為具有胚胎幹細胞的特性（誘導性多能幹細胞）。2006年日本京都大學山中伸彌《細胞》上發表了相關研究，並以此成果獲得2012年的諾貝爾生理學獎。他的研究中，成功地逆轉已經分化了的細胞，使之重新恢復到類似於胚胎幹細胞的全能形狀態。這項新技術可能允許研究人員使用重新編程的細胞而不是胚胎幹細胞，並防止免疫系統對新幹細胞的排斥。研究人員已經能夠將普通結締組織細胞，重新編程成為功能性心臟細胞。在研究中，注射了新心臟細胞的心力衰竭動物的心臟功能和生存時間得到了改善。

第四種是圍產期幹細胞。研究人員已經在羊水以及臍帶血中發現了幹細胞。這些幹細胞也有能力改變成專門的細胞。羊水填充了包圍和保護子宮內發育中的胎兒的囊。研究人員在從孕婦身上抽取的羊水樣本中發現了幹細胞，以測試異常情況–這種程序稱為羊水穿刺。