长寿:与遗传学家安妮·布鲁内特(Anne Brunet)的问答,探讨了衰老究竟是什么——以及科学可能如何重塑我们的衰老方式……
作者:奥利维亚·莫尔(Olivia Maule)
衰老是每个人都会经历的过程,但它仍然是生物学中最复杂、最不为人理解的过程之一。
我们能识别出它的外在迹象——皱纹、疲劳、力量衰退——但随着时间的推移,身体内部实际发生的变化要复杂得多。
对于遗传学家、医学院教授安妮·布鲁内特来说,衰老不是一条单一的路径,而是一个多层次的生物学转变过程。她的研究重点是揭示驱动衰老的分子机制,并找出延缓甚至部分逆转其影响的方法。
衰老不是一个单一的过程,而是一系列变化的集合。如果我们能理解它们,也许就能重塑我们衰老的方式……
她的实验室研究外部因素如何影响寿命,如何使衰老的干细胞焕发活力,以及某些物种——例如寿命极短的非洲鳉鱼——如何帮助解开与年龄相关疾病的答案。
在一次广泛的讨论中,布鲁内特阐述了科学家如今如何理解衰老,生活方式的选择如何影响寿命,以及最令人兴奋的突破可能在哪里。
从科学的角度看,衰老是什么?
从本质上讲,衰老是一个年轻、有韧性的身体逐渐转变为更容易患病并最终死亡的过程。但这种转变并非由单一机制驱动。
相反,科学家通过一系列生物“标志物”——随时间变化的相互关联的过程——来描述衰老。
其中之一是表观基因组变化,即基因开启和关闭的方式开始发生改变,从而改变细胞的功能。另一个是营养感知能力下降,意味着身体解读和响应能量及食物信号的效率降低。
还有慢性炎症,通常被称为“炎性衰老”。随着时间的推移,炎症分子在体内积累,微妙地破坏正常的细胞活动。
这些因素各自单独地促成衰老,但共同作用时,它们会相互叠加,逐渐侵蚀身体的韧性。
为什么衰老会增加疾病风险?
衰老研究中一个核心难题是,为什么变老会增加患上多种不同疾病的风险——从心脏病到阿尔茨海默病。
布鲁内特指出了几个相互重叠的解释。首先是韧性的普遍下降。随着身体衰老,维持稳定的能力减弱,疾病更容易乘虚而入。第二个涉及共享的生物学通路。例如,慢性炎症在多种疾病中都扮演着角色。虽然短时间的炎症有助于身体愈合和抵抗感染,但长期激活会损害组织并损害功能。
在大脑中,这会破坏神经元——负责传递信息的细胞——从而导致神经退行性疾病,如阿尔茨海默病和帕金森病。
另一个因素是错误折叠或聚集的蛋白质的积累,尤其是在大脑中。随着这些蛋白质的堆积,它们会压倒身体的质量控制系统,加速细胞功能障碍。
由于衰老同时影响多个系统,它增加的不仅仅是患一种疾病的风险,而是多种疾病的风险。
生活方式的选择能影响衰老吗?
虽然衰老是不可避免的,但我们衰老的方式并非完全固定。
长寿研究中最一致的发现之一是饮食限制的影响。减少热量摄入——在不造成营养不良的情况下——已在多个物种中被证明可以延长寿命并延缓与年龄相关的疾病。
具体的饮食可能有所不同,但原则不变:减少热量摄入或禁食的时期似乎有益于长寿。
运动是另一个强大的因素。虽然它可能不会延长绝对的最大寿命,但它能显著提高平均寿命和整体健康状况——降低患慢性病的风险,并更长时间地维持身体功能。
简而言之,生活方式的选择无法阻止衰老,但它们可以显著地塑造衰老的轨迹。
衰老可以被逆转吗?
“逆转衰老”的想法常常被误解。当然,时间无法倒流。
相反,科学家关注的是某些干预措施能否使老年组织在分子水平上表现得像年轻组织一样。
这个概念——通常被称为“回春”——意味着恢复特定的生物学标志物或功能,而不是完全逆转年龄。
在大脑中,这是一个特别活跃的研究领域。即使在健康个体中,衰老也与认知能力下降密切相关。
布鲁内特的工作探索了对抗这一现象的方法。一种方法涉及减少大脑中的炎症,这在改善某些与年龄相关的变化方面显示出希望。
另一种方法是部分细胞重编程,即暂时改变基因活性以促进再生和新细胞生成。
干细胞也扮演着至关重要的角色。这些再生细胞有助于维持组织,了解如何保存或重新激活它们,可能是改善衰老身体韧性的关键。
一条鱼能告诉我们关于衰老的什么?
为了有效地研究衰老,科学家需要模式生物——可以在受控条件下进行观察和实验的物种。
衰老不是一个单一的过程,而是一系列变化的集合。如果我们能理解它们,也许就能重塑我们衰老的方式……
布鲁内特的实验室使用非洲鳉鱼,这是一种独特的物种,寿命只有六个月,但与人类共享关键的生物学特征。
它的短寿命使研究人员能够在比其他动物(如小鼠)短得多的时间内观察完整的生命周期。
但鳉鱼还有另一个非凡的能力:胚胎滞育——一种暂停发育的假死状态,在这种状态下,胚胎可以暂停发育数月甚至数年。
在某些情况下,这种休眠状态持续的时间远远超过鱼的自然成年寿命。按比例换算,这相当于人类存活数百年。
这一现象为了解生物过程如何被暂停、减慢或保存提供了一个罕见的窗口,引发了关于时间和衰老本质的深刻问题。
最大的未解问题是什么?
尽管进展迅速,但衰老研究仍处于早期阶段。布鲁内特说,最大的挑战是理解驱动衰老的完整机制网络,以及如何安全地将实验室发现转化为人类的实际治疗方法。一个有希望的方向是将衰老视为一个动态过程来研究,而不是一系列固定的快照。
她的实验室正在尝试在整个生命周期内连续追踪生物体。通过实时观察衰老,研究人员希望识别出以前被忽视的阶段和关键干预点。
鳉鱼以其压缩的生命周期,使这种研究成为可能。
这是一个雄心勃勃的方法——但可能重塑我们对衰老本身的理解。
长寿的未来
目前,大幅延长人类寿命的想法仍是一个遥远的目标。但衰老科学正在迅速发展。
该领域不再追求永生,而是越来越关注健康寿命——确保人们活得更长、更健康,远离长期的疾病和衰退。
如果研究人员能够延缓与年龄相关疾病的发作,提高细胞的韧性,并更好地理解衰老的生物学,其影响可能是变革性的。衰老也许是不可避免的——但我们如何体验它,正成为一个科学终于开始回答的问题。 —— Science X
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