科学说衰老之五:干细胞的展望

2015-12-29


不得不承认,人类依然没有解开衰老的谜题,无论从进化的视角上说——即我们为什么会衰老,还是从动力视角——即我们是怎样走向衰老的。


生存和繁衍是所有生物的基本状态。从整体上说,衰老可认为是生物体用于维系生存和繁衍的整体系统走向衰竭的过程。在自然状态下,一切可获得的资源均被指向这两个目的。


而当生物体从纯粹的自然环境中脱离时,如生活在农场、动物园甚至实验室中,避免了外界环境的伤害(如天敌的捕食、饥饿等),其寿命远远高于野外环境中的同类。


笔者把这种长寿称为“襁褓中的长寿(Protected aging)”。


实际上,与自然环境中的野生同类相比,圈养动物的一大特征在于他们能够成功度过繁殖期,而在这一时期被不幸淘汰的野生动物便不具有进化压力来筛选长寿的优秀基因。


其中重要的机制之一就是体内的干细胞对维持机体稳态的重要作用。在成熟的机体内,干细胞在不同的组织中发挥不同的作用,尤其是创伤后进行组织修复、调节内环境的稳定。


例如,神经干细胞(Nueral stem cells,NSCs)的主要功能在于在脑部的特定区域产生新的神经元,而在修复创伤方面作用微乎其微。


与此相反,肌肉干细胞(Skeletal muscle stem cells,MuSCs)的主要作用在于创收后通过再生维护肌肉的正常功能。


而功能强大的造血干细胞(Hematopoietic stemcells ,HSCs)和间充质干细胞(Intestinal stem cells ,ISCs)则兼具两种身份。


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在胚胎形成与个体发育的青少年时期,干细胞功能活跃,扮演着重要的角色。而到了繁衍阶段,个体生长基本停滞,此时干细胞开始把主要功能转向组织修复。


随着年龄的增长,干细胞的数量逐渐减少,功能逐渐弱化。除此之外,干细胞本身也随着年龄的增长发生表观遗传学的改变。这些改变均与环境的作用息息相关。


如上所述,为了战胜衰老,或许我们应当改善外在环境,减少引起机体损伤的炎症介质,使身体长久保持活跃更新的状态。


(文章来源:Margaret A. Goodell and Thomas A. Rando.Stem cells and healthy aging.Science 350, 1199 (2015); DOI: 10.1126/science.aab33)   )


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