作者:李晨阳 来源:中国科学报 发布时间:2021/12/2 18:41:48
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揭开衰老之谜,寻找生命之钥

 

在“十三五”科技创新成就展上,刚走进“面向世界科技前沿”的基础研究展区,就会看到一个叫做“解密衰老”的展台。不论男女老少,大家总喜欢在这里驻足一会儿,问些最关心的问题:“到底什么是衰老?”“我怎么知道自己有多老?”“怎样才能老得慢一点?”

这些问题看似简单,实则极其复杂。

过去10年间,中国科学院动物研究所的刘光慧研究员团队一直专注于衰老相关研究,希望能无限接近这些生命最基本问题的答案。

衰老是一种“程序”

人口老龄化,是摆在世界和中国面前的一道巨大难题。如何解这道题,关系到亿万百姓的福祉。

“十四五”规划纲要草案提出,未来5年人均预期寿命要再提高一岁。这是个激动人心的目标。但刘光慧首先想到的问题是:我们要增加怎样的一岁?是健康从容的,还是疾病缠身的?

在人类的经验里,“老”和“ 病”总是紧密相连。

“衰老是人类慢性疾病最大的危险因子。骨关节炎、心血管疾病、神经退行性疾病……很多老年疾病的发生,实际上就是不同组织器官衰老的特定表现形式。”刘光慧说,“我们从事衰老科学研究,一个终极目标就是让人们健康而有尊严地老去——老而不衰,老而无病。”

“十三五”期间,刘光慧团队系统解析了灵长类多器官衰老的核心机制。他们发现,细胞衰老并不仅仅像机器零件磨损那样的简单无序,而在一定程度上是大自然写就的精密程序。在这个过程中,有一些开关会被打开,而另一些则会被关闭。

“只要是程序化的,就有希望被调控。”这个发现让科学家们大为振奋。

原来,人类细胞核里染色质的结构,随着年龄增长在不断变化。简单来说,就是从局部紧致变得越来越松散,像一个压紧的线团在慢慢散开。这样,我们基因组里一些原本被紧紧封印的“古病毒”就会表达和释放出来。人类细胞会本能地对抗这些“病毒”,结果反而激起了慢性炎症,促进了细胞的衰老。

这些研究成果“火”了

如何延缓衰老?如何减轻随年岁增长带来的种种器官损害?

团队2020年发表在《细胞》上的一项研究,似乎给大家指出了一条简便易行的路:少吃点儿。

研究人员把中老年大鼠随机分为两组:第一组想吃多少吃多少,第二组每天只能“七分饱”。结果显示,节食组的大鼠不仅肉眼可见地变苗条了,而且各种指征都比同龄大鼠显得更加“年轻”。

“我们得出的结论是,多器官衰老的共性机制其实是慢性炎症的累积,而适当节食可以降低组织细胞的炎症反应,从而缓解多种衰老相关的生理指标。”刘光慧解释道。

很多老年人都深受骨关节磨损的困扰。研究人员发现,年轻动物的关节腔里有较多健康的中胚层干细胞和软骨前体细胞,可以高效修复关节损伤。但随着年龄增长,中胚层干细胞也在衰老,一方面难以继续修复关节软骨,另一方面这些衰老的细胞自身也会释放炎症因子,甚至“污染”年轻细胞,造成炎症扩散和衰老加速。

研究人员通过反复研究,找到了一系列表观遗传“年轻因子”,并把载有这些因子的慢病毒载体注射到患有骨关节炎的小鼠关节腔内,结果小鼠受损的关节软骨明显开始恢复。

这些研究火了,在社交媒体上也引起了热烈讨论。但刘光慧一直强调,他们从不敢妄言如何“抗衰老”,只是努力将人类对衰老的科学认知一寸寸地向前推进。

发现人类促衰老基因KAT7;发展遗传增强干细胞促进血管修复;探索能延缓衰老的小分子化合物;建立国际上首个衰老研究多组学数据库“衰老地图集”;寻找科学评估机体生物学年龄的分子标志物……10年间团队积淀的一系列成果,在重塑并不断丰富着“衰老”二字的内涵。

讲好科学的“中国故事”

在刘光慧的办公室墙面上,挂着一个个小画框,展示着这些年登上的期刊封面。

一眼望去,这些封面充满了中国元素:猴子捞月、画皮、西游记……刘光慧指向2019年的一期《细胞—干细胞》杂志封面——画的是“哪吒闹海”。

“哪吒代表生命体旺盛的再生能力,红色的老龙代表衰老的血管,乾坤圈上飘动的缎带写着:FOXO3。这篇论文讲的是长寿基因FOXO3助力衰老血管的修复。”刘光慧解释道,“我们相信,做好科学研究也是讲好中国故事的一部分。”

面对衰老这个世界级的科学难题,刘光慧团队能不断产生突破性进展,其中的艰辛不言而喻。

“总有人问我们怎么突破瓶颈,其实我们一直住在瓶颈上,从没下来过。” 中科院动物研究所研究员曲静笑道。

团队长期处在一种快节奏的工作氛围中,开会、做实验直到深夜都是家常便饭。由于衰老科学的主要研究对象是中老年动物,实验周期很长、成本比一般的实验要高数倍——“为了珍惜每一只实验动物,不辜负每一笔科研经费,每次实验前都要做好充分的调研和预演,大家的工作量也随之成倍增长。”曲静说。

但辛苦浇不灭科学家们的热情。

“科研工作虽然辛苦,但在这里,总会有新的发现、新的惊喜。大家也是真的对课题充满兴趣。”在这个团队成长起来的中科院北京基因组研究所研究员张维绮说。

在“十三五”科技创新成就展的展台前,一位体检中心的工作人员带孩子来参观。她兴趣斐然地问:“我们越来越发现,常规体检已经无法满足人们的健康需求。你们的研究成果是不是可以形成一个能推广试用的体系,让大家根据全身各个器官的衰老程度来预测自己的疾病风险?”

“大家的关切让我们认识到,这不仅仅是我们自己感兴趣的研究课题,也是老百姓普遍关注的问题。”张维绮说,“团队成员心里都有一个信念,希望通过领域内科学家们的共同努力,让老年群体过上更加健康有质量的生活。”

 
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