【中國科學報】揭開衰老之謎 尋找生命之鑰
在今年10月國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展上,走進“面向世界科技前沿”的基礎研究展區(qū),就會看到一個叫做“解密衰老”的展臺。不論男女老少,大家總喜歡在這里駐足一會兒,問些最關心的問題:“到底什么是衰老?”“我怎么知道自己有多老?”“怎樣才能老得慢一點?”
這些問題看似簡單,實則極其復雜。
過去10年間,中國科學院動物研究所劉光慧研究員團隊一直專注于衰老相關研究,希望能無限接近這些生命最基本問題的答案。
衰老是一種“程序”
人口老齡化,是擺在世界和中國面前的一道巨大難題。如何解這道題,關系到億萬百姓的福祉。
“十四五”規(guī)劃綱要草案提出,未來5年,人均預期壽命要再提高1歲。這是個激動人心的目標。但劉光慧首先想到的問題是:我們要增加怎樣的一歲?是健康從容的,還是疾病纏身的?
在人類的經(jīng)驗里,“老”和“ 病”總是緊密相連。
“衰老是人類慢性疾病最大的危險因子。骨關節(jié)炎、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病……很多老年疾病的發(fā)生,實際上就是不同組織器官衰老的特定表現(xiàn)形式。”劉光慧說,“我們從事衰老科學研究,一個終極目標就是讓人們健康而有尊嚴地老去——老而不衰,老而無病?!?/p>
“十三五”期間,劉光慧團隊系統(tǒng)解析了靈長類多器官衰老的核心機制。他們發(fā)現(xiàn),細胞衰老并不僅僅像機器零件磨損那樣的簡單無序,而在一定程度上是大自然寫就的精密程序。在這個過程中,有一些開關會被打開,而另一些則會被關閉。
“只要是程序化的,就有希望被調控。”這個發(fā)現(xiàn)讓科學家大為振奮。
原來,人類細胞核里染色質的結構,隨著年齡增長不斷變化。簡單來說,就是從局部緊致變得越來越松散,像一個壓緊的線團慢慢散開。這樣,我們基因組里一些原本被緊緊封印的“古病毒”就會表達和釋放出來。人類細胞會本能地對抗這些“病毒”,結果反而激起了慢性炎癥,促進了細胞的衰老。
這些研究成果“火”了
如何延緩衰老?如何減輕隨年歲增長帶來的種種器官損害?
團隊2020年發(fā)表在《細胞》上的一項研究,似乎給大家指出了一條簡便易行的路:少吃點兒。
研究人員把中老年大鼠隨機分為兩組:第一組想吃多少吃多少,第二組每天只能“七分飽”。結果顯示,節(jié)食組的大鼠不僅肉眼可見地變苗條了,而且各種指征都比同齡大鼠顯得更加“年輕”。
“我們得出的結論是,多器官衰老的共性機制其實是慢性炎癥的累積,而適當節(jié)食可以降低組織細胞的炎癥反應,從而緩解多種衰老相關的生理指標?!眲⒐饣劢忉尩馈?/p>
很多老年人都深受骨關節(jié)磨損的困擾。研究人員發(fā)現(xiàn),年輕動物的關節(jié)腔里有較多健康的中胚層干細胞和軟骨前體細胞,可以高效修復關節(jié)損傷。但隨著年齡增長,中胚層干細胞也在衰老,一方面難以繼續(xù)修復關節(jié)軟骨,另一方面這些衰老的細胞自身也會釋放炎癥因子,甚至“污染”年輕細胞,造成炎癥擴散和衰老加速。
研究人員通過反復研究,找到了一系列表觀遺傳“年輕因子”,并把載有這些因子的慢病毒載體注射到患有骨關節(jié)炎的小鼠關節(jié)腔內,結果小鼠受損的關節(jié)軟骨明顯開始恢復。
這些研究火了,在社交媒體上也引起了熱烈討論。但劉光慧一直強調,他們從不敢妄言如何“抗衰老”,只是努力將人類對衰老的科學認知一寸寸地向前推進。
發(fā)現(xiàn)人類促衰老基因KAT7;發(fā)展遺傳增強干細胞促進血管修復;探索能延緩衰老的小分子化合物;建立國際上首個衰老研究多組學數(shù)據(jù)庫“衰老地圖集”;尋找科學評估機體生物學年齡的分子標志物……10年間團隊積淀的一系列成果,在重塑并不斷豐富著“衰老”二字的內涵。
講好科學的“中國故事”
在劉光慧的辦公室墻面上,掛著一個個小畫框,展示著這些年登上的期刊封面。
一眼望去,這些封面充滿了中國元素:猴子撈月、畫皮、西游記……劉光慧指向2019年的一期《細胞—干細胞》雜志封面——畫的是“哪吒鬧?!?。
“哪吒代表生命體旺盛的再生能力,紅色的老龍代表衰老的血管,乾坤圈上飄動的緞帶寫著:FOXO3。這篇論文講的是長壽基因FOXO3助力衰老血管的修復?!眲⒐饣劢忉尩溃拔覀兿嘈?,做好科學研究也是講好中國故事的一部分?!?/p>
面對衰老這個世界級的科學難題,劉光慧團隊能不斷取得突破性進展,其中的艱辛不言而喻。
“總有人問我們怎么突破瓶頸,其實我們一直住在瓶頸上,從沒下來過。” 中科院動物研究所研究員曲靜笑道。
團隊長期處在一種快節(jié)奏的工作氛圍中,開會、做實驗直到深夜都是家常便飯。由于衰老科學的主要研究對象是中老年動物,實驗周期很長、成本比一般的實驗要高數(shù)倍——“為了珍惜每一只實驗動物,不辜負每一筆科研經(jīng)費,每次實驗前都要做好充分的調研和預演,大家的工作量也隨之成倍增長?!鼻o說。
但辛苦澆不滅科學家的熱情。
“科研工作雖然辛苦,但在這里,總會有新的發(fā)現(xiàn)、新的驚喜。大家也是真的對課題充滿興趣。”在這個團隊成長起來的中科院北京基因組研究所研究員張維綺說。
在國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展的展臺前,一位體檢中心的工作人員帶孩子來參觀。她興趣盎然地問:“我們越來越發(fā)現(xiàn),常規(guī)體檢已經(jīng)無法滿足人們的健康需求。你們的研究成果是不是可以形成一個能推廣試用的體系,讓大家根據(jù)全身各個器官的衰老程度來預測自己的疾病風險?”
“大家的關切讓我們認識到,這不僅僅是我們自己感興趣的研究課題,也是老百姓普遍關注的問題。”張維綺說,“團隊成員心里都有一個信念,希望通過領域內科學家的共同努力,讓老年群體過上更加健康有質量的生活。”
?。ㄔd于《中國科學報》 2021-12-03 第1版 要聞)
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