DNA修复与抗衰老新突破The DNA Fix for Aging - The Atlantic

环球医讯 / 干细胞与抗衰老来源:www.theatlantic.com美国 - 英语2026-05-16 02:29:15 - 阅读时长5分钟 - 2323字
文章通过田纳西州工程师迈克尔·普雷斯科特的韦尔纳综合征案例,深入探讨了DNA自发突变与人类衰老的内在联系,揭示了从原子时代物理学家到当代基因科学家对"基因组损伤驱动衰老"理论的研究历程,并介绍了基因编辑技术、弓头鲸长寿基因研究以及SIRT6靶向药物等前沿抗衰策略,指出修复DNA损伤可能成为延长人类寿命的关键突破口,为理解心脏病、阿尔茨海默病等老年疾病提供了全新视角。
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DNA修复与抗衰老新突破

迈克尔·普雷斯科特在儿子四岁生日当天首次突发心脏病。这位田纳西州的土木工程师当时三十多岁,此前身体状况极佳。但在首次发病两年内,他接连经历四次心梗。面对反复出现的医疗危机,医生们决定为他进行心脏移植手术。2001年,他在纳什维尔接受了该手术。几年后,他又需要肾脏移植,却无人能解释其器官衰竭的原因。

随着时间推移,普雷斯科特的症状愈发明显。他的皮肤开始呈现远超实际年龄的深度皱纹,并出现白内障。年仅四十出头的他看起来像六十多岁。当他带儿子卡特去看棒球比赛时,人们常误以为他是孩子的祖父。

深感挫败的普雷斯科特决定自我诊断。他常整夜坐在客厅最爱的扶手椅里,身着印有田纳西志愿者橄榄球队标志的运动衫,研读大量研究文献。"他常失眠,"卡特告诉我,"于是开着小台灯在笔记本前搜寻资料、做笔记,试图找出病因。"最终他锁定一种能解释所有症状的疾病。医生立即为他检测,结果证实了他的猜测:普雷斯科特患上了有明确医学定义的韦尔纳综合征。

韦尔纳综合征患者呈现加速衰老状态。二十多岁时即出现脱发、肌肉萎缩及皮下脂肪流失;三十多岁则普遍出现血管硬化等早衰特征。患者平均寿命仅到五十岁出头,因其缺乏功能性DNA稳定蛋白,导致细胞在衰老过程中快速积累基因序列错误。

值得注意的是,即便没有韦尔纳综合征的普通人,一生中也会在组织内持续累积DNA损伤与无数突变,只是进程相对缓慢。科学家现已确认,从胚胎发育到生命终结期间获得的自发DNA错误,可能驱动心脏病、自身免疫疾病、癫痫、阿尔茨海默病及癌症等多种疾病。这些错误甚至可能是解释普遍衰老现象的关键缺失环节。

科学家对遗传病的早期认知聚焦于出生时继承的基因突变(如血友病、囊性纤维化和镰状细胞病)。随后发现表观遗传标记——即附着在基因上的化学标签——也起到调控作用。近年研究更揭示出人类一生中积累的海量序列突变。值得警惕的是:当你阅读本句时,处理信息的脑细胞可能正在发生突变。

与遗传病不同,自发性基因疾病可于人生任何阶段显现。部分非遗传疾病较为罕见,例如数十年前发现的流注性骨质肥厚症(melorheostosis),这种导致骨组织疼痛性增生的疾病在X光片上呈现熔蜡状外观。但随着单细胞DNA测序技术的发展,与自发突变相关的疾病名单逐年扩大。2020年新增的致命性炎症疾病即由UBA1基因自发突变引发。更引人注目的是,非遗传基因错误在常见病中占比显著:约三分之一自闭症谱系障碍儿童携带与病症相关的自发突变。

对获得性突变的深入认知正推动医疗革新。以癌症为例:数十年前,肿瘤学家认为肿瘤仅由少数基因错误驱动;如今已知晚期肿瘤可能携带数千种突变。通过测序分析肿瘤基因变化,科学家能精准定位驱动突变并设计靶向药物。神经学领域亦有突破,部分癫痫患者已用上针对脑部特定自发突变的特效药。

数十年来,科学家推测获得性突变或许也能解释成年人衰老过程中的健康问题。最早提出该关联的竟是参与原子弹研发的物理学家。二战末期美国投放的原子弹导致辐射诱发突变,与数十万人癌症死亡相关。部分曼哈顿计划科学家(如Gioacchino Failla和Leo Szilard)始终痴迷于研究这类突变效应,并在1950年代提出"基因组损伤"理论解释普遍衰老现象。

到1960年代,英国科学家观察到男性随年龄增长出现Y染色体丢失现象。现已证实,超过70岁男性中近半数的血细胞存在Y染色体缺失,此现象与癌症风险上升相关(女性衰老过程中X染色体丢失研究则严重不足)。近年遗传学研究发现,高龄人群的血细胞更易出现特定基因突变。这类细胞存在于65岁以上人群的10%-20%中,使冠心病和中风风险翻倍。医学研究者估算,百岁老人单个白细胞可能携带超3000种获得性突变。

随着科学家明确衰老过程中的突变规模,DNA修复能否成为对抗力量成为新焦点:修复DNA是否真能延长寿命?生物学家正从多角度探索。部分研究转向基因编辑以开发抗衰疗法:Spellcheck Bio公司正利用CRISPR-Cas9基因编辑系统设计靶向突变检测与修复的治疗方案。

罗切斯特大学生物学家薇拉·戈尔布诺娃前往阿拉斯加乌特恰维克海域,研究地球上寿命最长的哺乳动物——弓头鲸的基因。"这是经证实唯一比人类长寿的哺乳动物,"她指出。某头弓头鲸估计寿命达211岁,基因线索表明该物种最长寿命可达268年。戈尔布诺娃团队与当地因纽皮特社区合作,采集传统捕鲸所得样本。实验室发现弓头鲸细胞具有卓越的基因序列断裂修复能力,且含有极高浓度的冷诱导RNA结合蛋白(CIRBP)。她推测此类蛋白若确能对抗DNA损伤,未来或将在现代医学中发挥重要作用。

戈尔布诺娃担任初创公司Genflow Biosciences的科学顾问,该公司致力于激活DNA修复以减少基因组损伤、延长寿命。其研发药物均围绕SIRT6基因——该基因编码的蛋白质可引导DNA修复。此前她参与的基因测序项目发现,部分百岁老人携带罕见的SIRT6基因变体,该变体增强基因组稳定性。公司计划启动两项临床试验:修复肝损伤化合物及具有犬类抗衰效果的药物,并正在开发针对韦尔纳综合征的特效药——这正是迈克尔·普雷斯科特所患的加速衰老遗传病。

普雷斯科特本人始终积极面对不祥预后。他继续为田纳西志愿者队呐喊助威,陪伴儿子成长。但最终他仍因韦尔纳综合征常见并发症——癌症离世,享年52岁,体重仅65磅。

近年突破性发现虽未能挽救普雷斯科特这样的患者,但现代医学已基于"DNA动态持续变化"的新认知,更好地适应乃至可能影响我们必然累积的基因突变洪流。

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