前言———衰老相關機制的研究進展

發布時間：2019-09-12所屬分類：醫學論文瀏覽：1次

摘 要： 衰老是指個體隨著時間的推移，在生命后期受基因的精確調控而引起全身器質性和功能性衰退的漸進過程，發生在生物體的整體水平、組織細胞水平及分子水平。關于衰老及衰老相關疾病的研究是目前國內外研究的熱點話題。 1 衰老與細胞周期 細胞衰老是細胞的一種應

　　衰老是指個體隨著時間的推移，在生命后期受基因的精確調控而引起全身器質性和功能性衰退的漸進過程，發生在生物體的整體水平、組織細胞水平及分子水平。關于衰老及衰老相關疾病的研究是目前國內外研究的熱點話題。

　　1 衰老與細胞周期

　　細胞衰老是細胞的一種應激反應，指可增殖細胞在信號通路的調控下脫離細胞周期，并喪失應對生長因子或有絲分裂原的增殖能力而進入一種相對穩定的狀態，這一過程通常是不可逆的，其形態學改變表現為細胞扁平、脹大。調控細胞衰老的信號通路有很多，目前研究最多的是 p53-p21 和 p16-Rb 兩條經典通路。 p21 抑制細胞生長是通過抑制細胞周期依賴性蛋白激酶( cyclin-dependent kinase，CDK) 阻斷 Rb 和 E2F 磷酸化來實現的。p16 通過抑制細胞周期蛋白和 CDK 構成的復合物對 Rb 蛋白的磷酸化，從而抑制結合 E2Fs 轉錄因子，抑制 DNA 復制相關基因的轉錄。在衰老細胞中 β-半乳糖苷酶活性增加可引起細胞周期阻滯，使 p53、p21 和 p16 等細胞周期蛋白依賴激酶抑制因子( cyclin-dependent kinase inhibitor，CKI) 表達增多，從而促進衰老的發生。衰老細胞在組織內不斷累積增加，同時還能限制干細胞的再生潛能，引起機體衰老。

　　2 衰老與細胞自噬

　　衰老是隨著時間的推移，細胞清除代謝產物的功能下降，逐漸出現分子、細胞、組織和器官損傷的不斷累積，細胞修復受損機制障礙，導致整體功能逐漸減退和生理紊亂。自噬是細胞質內分解受損及喪失功能的細胞器或蛋白依賴溶酶體對其進行降解并使能量循環利用，協助細胞抵抗損傷的一種代謝途徑，在維持細胞更新和良好狀態以及促進細胞生存方面發揮重要的作用。自噬功能一般隨著年齡的增長而降低，許多年齡相關性疾病都伴隨著自噬功能異常，自噬能通過改善蛋白質和線粒體內穩態而延緩器官退化，延長壽命，因而自噬在衰老以及衰老相關的病理生理過程中具有重要地位。細胞衰老和細胞自噬均是細胞適應內外環境的關鍵調節機制，兩者之間存在多種共同的信號通路以及緊密的交互作用。細胞自噬可調節衰老的進程，細胞自噬水平的下降可加速機體衰老的發生。同時，細胞發生衰老時其自噬功能亦會下降，老年人群與年輕人群相比，多種自噬基因的表達減弱。此外，適度上調細胞自噬水平有利于延緩細胞衰老，但過度的細胞自噬卻能通過吞噬降解正常的蛋白而加速細胞衰老。細胞自噬還能減少細胞內蛋白質的錯誤折疊和聚集，從而減少阿爾茨海默病、帕金森病等神經退行性疾病的發生。因此調節細胞自噬對于緩解多種老年性疾病具有重要意義，有望成為一個抗衰老的策略。

　　3 氧化應激

　　氧化應激是引起細胞衰老的主要誘因之一。機體在進行有氧代謝的過程中，細胞內可產生活性氧簇 ( reactive oxygen species，ROS) ，包括羥自由基、超氧陰離子、過氧化氫( H2O2 ) 等。體內 ROS 的水平與細胞壽命呈負相關，當 ROS 水平超過其抗氧化能力時，可與細胞內的脂類、蛋白質、核酸等發生反應并產生氧化物或過氧化物，引起細胞膜結構破壞、通透性改變，產生細胞毒作用。另一方面，ROS 通過激活 p38MAPK 上調 p16，導致細胞衰老。此外，高水平的 ROS 還能直接損傷細胞內的 DNA、蛋白質和脂質等，引起 DNA 損傷應答，激活其他衰老相關信號通路，引起細胞衰老及衰老相關疾病的發生。

　　4 端粒與端粒酶

　　端粒是真核細胞染色體末端的一種特殊結構，由串聯重復的 DNA 序列組成，其功能是阻止染色體降解、融合和重組，維持染色體的穩定性和基因的完整性。端粒學說認為，正常人體細胞每分離 1 次，端粒就會丟失 50 ～ 300 個堿基對，并且端粒細胞不能完全復制，隨著細胞的分裂，端粒會不斷縮短，端粒的長度直接決定細胞的分裂次數，當端粒縮短到一定程度時其保護性功能喪失，編碼區基因被破壞，染色體發生降解和融合，引起細胞衰老。同時，當端粒縮短到臨界值后還會引起 DNA 損傷應答，同時出現 DNA 損傷應答蛋白和磷酸化的組蛋白 γ-H2AX，這些蛋白通過活化 ATM、AT-Rad3 相關蛋白激活 p53，引起 G1 / S 期細胞周期停滯，細胞出現衰老，稱為細胞復制性衰老。研究顯示，端粒酶異位表達可維持端粒足夠的長度而防止細胞出現復制性衰老，但由于人體細胞不能表達端粒酶，因而無法應對 DNA 損傷引起的復制性衰老。有研究顯示，敲除 p53 基因可避免由端粒縮短引起的衰老。目前關于端粒的研究是科學家研究的熱點，已證實與人類壽命密切相關，是細胞老化的生物鐘，端粒長度已成為老年人健康和預測疾病的一項生物學指標。

　　5 免疫衰老與炎性衰老

　　免疫衰老屬于個體衰老的常見生物現象，是指隨著年齡的增長，機體免疫功能下降引起進行性的免疫缺陷，導致機體對病原微生物的抵抗力下降，對感染和接種疫苗的應答能力減弱，使老年人發病率和死亡率增加，生活質量下降。免疫衰老是由基因嚴格調控的，對適應性免疫功能與天然免疫功能均有影響，表現為細胞免疫和體液免疫功能下降，適應性免疫與固有免疫年齡相關性改變，目前關于其發生機制尚未完全清楚。老年人常見的感染性疾病、惡性腫瘤以及自身免疫性疾病等均與免疫衰老引發的免疫系統功能下降有關。機體長期暴露于病原體引起免疫微環境改變與免疫功能喪失、端粒長度縮短與端粒酶活性下降、ROS 對細胞內 DNA 的損傷等因素均參與免疫衰老的發生。由于免疫細胞的細胞膜結構脆弱，使其容易遭受氧化應激等損傷而出現免疫炎性衰老。有研究顯示，氧化應激-炎癥-衰老是引起免疫衰老最重要的調節機制。通過對免疫衰老的細胞和分子生物學改變進行研究，闡明免疫系統在機體衰老進程中的變化，有助于從免疫角度對抗衰老，延緩免疫老化。

　　總之，衰老是受遺傳和環境因素共同作用的復雜生物學過程，與多種年齡相關性疾病均相關。研究衰老的發生機制，有助于延緩衰老的發生，針對衰老相關疾病制定預防和治療的具體措施，從根本上減少衰老相關疾病的發生，對于改善人群健康、提高生活質量具有重要意義。

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　　摘要：隨著現代社會步入 21 世紀，各國間的科技水平都得到了飛速發展，對于醫學上的研究取得了許多突破，衰老這一詞也漸漸開始進入了普通群眾的視野，抗衰老開始成為了大眾熱點。本文將重點介紹幾種主要的抗衰老藥物和重要的抗衰老技術。其中，抗衰老藥物包括白藜蘆醇、普洱茶、涇渭茯茶以及沙棘;抗衰老技術包括干細胞移植和熱量限制。隨著技術的進步和醫學的發展，相信健康衰老終將成為現實。