本期節目由 LA PRAIRIE 萊珀妮贊助播出。
從一個細胞的視角出發,人體衰老的過程究竟是如何發生的?
隨著年齡的增大,我們的皮膚會出現越來越多褶皺,行動會越來越遲緩,甚至記憶力也逐漸走向衰退,然而這一切都是外在的表觀,人體作為一個精密的「綜合體」,所有外表所見追根溯源都是內部變化的結果。因此,如果要探索人體衰老的奧秘,或許需要從我們體內細胞的變化講起。
同樣也是從這個視野出發,當代藥物抗衰的進程發展到哪一步了?以及從更貼近日常生活的視角出發,飲食、心態、運動……我們怎樣才能找到最適合自己的「長壽」生活方案?
以下是對談要點,不要錯過。
徐濤
人類一直都在努力探索衰老是如何發生的。
王博士
是的,人類對衰老的研究有著悠久的歷史。比如秦始皇追求長生不老,不僅要活得長,還要活得好,為此他組建了最早的「衰老研究團隊」,召集各地方士大夫和道士一起研製長生不老丹,還派遣方士帶著童男童女去蓬萊仙山求仙方。另外還有一些很早期的科研嘗試,比如法國有一位生物學家叫布朗·塞卡爾(Brown-Séquard),他在給自己注射了狗和豚鼠的睾丸提取液后,聲稱活力和精神得到了極大提升。1889 年,他在巴黎生物學會上報告了這一發現。
▲ 夏爾-愛德華·布朗-塞加爾 | 圖源:Wikipedia
之後有超過一萬名內科醫生開始給人注射這種被稱為「布朗·塞卡爾液」的提取物,還有外科醫生們開始從山羊、猴子,乃至罪犯身上獲取睾丸組織,目的都是為了延緩衰老,增強活力。雖然當時的專家們都對此持懷疑態度,但這項研究並非完全沒有價值,塞卡爾在當時提出的能夠作為生理調節物的內分泌液,在 1905 年被命名為激素,而塞卡爾也成為了現代內分泌學的奠基人之一。
徐濤
所以人類從細胞層面去理解衰老是從什麼時候開始的呢?
王博士
最早的時候,科學家們認為脊椎動物的細胞具有無限增殖能力,只要提供足夠的營養和適宜的環境,細胞就可以無限增長。後來,美國解剖學家萊昂納德·海弗利克在觀察人類胚胎成纖維細胞分裂時發現,細胞大約分裂 40 次后就不再增殖。他的一系列研究表明,細胞老化和停止分裂可能不是由外部因素包括技術誤差或病毒感染引起的,而是由細胞內部的某種計數機制(internal counting mechanism)控制的,這一理論現在也被稱為「海弗利克極限」理論。
徐濤
那麼細胞的衰老和身體的衰老之間存在怎樣的聯繫呢?
雅嫻
細胞衰老與機體衰老的關係可以從兩個層面來理解。首先,細胞在微觀層面的衰老確實是身體衰老的一個因素,但並非唯一因素,其他比如外界環境的影響,像紫外線、污染,都會導致產生新生細胞的幹細胞逐漸減少,從而使新生細胞的產生能力下降。外界因素也會導致細胞本身的基因組和遺傳物質受損並累積,引起細胞功能異常。同時,衰老細胞在衰老的過程中也會釋放某些信號,引發身體的炎症反應,影響到周圍細胞和組織的功能。
另一方面,衰老的细胞是需要被清除的,這就像家裡每天都會產生垃圾,需要及時清理。如果沒有人清理,家裡就會變成垃圾場,我們的身體也需要機制來清理這些「細胞垃圾」。但隨著年齡增長,身體的垃圾清除機制逐漸退化,導致廢物不斷堆積。因此,在衰老過程中,新生細胞的產生和衰老細胞的清除這兩個方面都出現了問題,共同導致了組織、器官以及整個人體的衰老。
徐濤
一方面是衰老過程中需要被清除的細胞太多,另一方面新生細胞的質量也不夠好,這兩個因素結合導致了各種問題。
雅嫻
對,就是開源節流的問題,源頭和排汙這兩個環節都出現了問題,最終導致了這樣的結果。
王博士
任何事物都有兩面性,細胞衰老也是如此。比如人的手指和腳趾在胚胎發育時期是連成一片的,是細胞衰老讓它們分開形成了獨立的手指腳趾。還有血小板的形成和傷口的癒合,都涉及短期或急性的細胞衰老。在這些過程中,細胞衰老扮演著功能性的角色,當然還有其他因素如細胞凋亡和程式性細胞死亡等參與其中。但另一方面,長期的、慢性的細胞衰老會反過來促進炎症反應,推動許多疾病的病理過程,形成惡性循環,如動脈粥樣硬化。在血管中,多種細胞的衰老會分泌促進斑塊產生和穩定的 SASP(衰老相關分泌表型),包括細胞因數、趨化因數等,這種情況甚至與糖尿病和癌症的發生有關。因此,細胞衰老對個體既有利也有弊。
影響細胞衰老的因素有很多。首先是 DNA 的損傷和突變積累。隨著時間的推移,細胞積累了大量 DNA 損傷,特別是由於氧化應激、紫外線照射以及自由基的作用,這些損傷無法完全修復;其次是端粒的縮短,端粒是染色體末端的保護結構,在細胞分裂過程中會逐漸縮短,等它達到臨界長度時,也就是分裂了 40 次左右的時候,細胞就會進入衰老狀態,不再分裂。
另一個重要因素是細胞代謝活動降低、分泌功能減弱,導致細胞內環境不穩定。此時,衰老細胞會分泌衰老相關分泌表型(SASP,Senescence-associated secretory phenotype),包括細胞因數、趨化因數和代謝中間產物等。這些 SASP 通過自分泌和旁分泌作用,影響衰老細胞自身和周圍細胞,導致組織功能退化。正常情況下,免疫系統會清除衰老細胞,但當衰老細胞過多,超出免疫系統的處理能力時,SASP 就會導致衰老擴散。同時,SASP 也會反過來抑制免疫系統功能,隨著年齡增長和肥胖等病理過程的發展,衰老負荷會不斷增加。
▲ SASP 有功有過。|來源:Nature, Lecot, P.2016
徐濤
也就是說,當衰老細胞太多,免疫系統無法清除時,免疫系統也會崩潰,從而加速整個機體的衰老和崩潰。
王博士
對,這就是一種惡性循環。2015 年,梅奧診所衰老研究中心主任 James Kirkland 博士首次提出了衰老清除劑的概念。這類藥物旨在減少衰老細胞的數量,從而降低免疫系統應對衰老細胞的負荷。目前有一種稱為 D+Q 的組合,即達沙替尼(治療血液腫瘤的藥物)和槲皮素(一種天然類黃酮化合物,具有抗炎和抗氧化活性),這個組合大多處於 I / II 期臨床試驗階段。此外還有的添加了漆黃素(F)、BCL-2 抑製劑以及一些 SASP 抑製劑等,目前都還在臨床前的小鼠實驗階段。
雅嫻
其實所有抗衰老藥物最大的困難在於,它們可能應用在動物身上效果很好,但一旦進入臨床就相繼失敗。這也說明不同物種的特性差異很大,不能一概而論。
另外說到安全性問題,我也想到了抗衰老藥物在人體試驗中面臨的困難。普通藥物是用於治療疾病的,比如治療癌症或愛滋病的藥物,雖然副作用很大,但考慮到疾病本身的危害性,這些副作用是可以接受的。而抗衰老藥物是用於相對健康的人群,所以對其副作用的容忍度就很低,這也間接導致了它們很難通過臨床試驗。
王博士
還有一個重要因素是衰老伴隨著長期的低水準炎症反應,這意味著如果要針對機體衰老設計藥物或進行給葯,那一定是一個長期用藥的過程。
雅嫻
除了細胞清除劑,目前還有哪些處於研究階段的藥物或分子可以延緩細胞衰老?
王博士
目前研究較為熱門的包括乙醯輔酶 A,它參與蛋白質和脂質的合成,在調控細胞代謝和衰老過程中發揮重要作用。另一個是 NAD+(煙醯胺腺嘌呤二核苷酸),這是一種存在於所有活細胞中的重要輔酶,在多種代謝反應中充當電子載體。還有比較重要的就是它對代謝的調控,隨著年齡的增長,細胞裡面的 NAD+ 的水準會一直下降,導致線粒體功能受損, DNA 修復能力降低,炎症則會加劇這一系列問題,從而加速細胞和組織的衰老。
雅嫻
這些讓細胞更健康的分子,如果對應到皮膚狀態,就是皮膚細胞中的肌源信號,人體皮膚依靠細胞內的這些信號來保持健康。NAD+ 就是身體里一種天然存在的物質,也是肌源信號的一種,但隨著年齡增長,它們會逐漸減少,如果我們能重啟或補充這些信號,細胞就有可能保持在一個相對年輕的狀態。因此,科學家們正在研究如何提高細胞內的 NAD+ 濃度,從而延緩衰老。
徐濤
那麼現在有哪些方式可以提高人體內的 NAD+ 水準呢?
王博士
提升 NAD+ 水準的方式主要有兩類:一是通過飲食和補充劑,二是通過生活習慣干預。在飲食方面,我們可以選擇富含煙酸、煙醯胺和 B 族維生素的食物,比如魚、蘑菇、牛奶、雞蛋和瘦肉等,這些都可以促進 NAD+ 的合成。此外,生活習慣干預也很重要,比如限制熱量攝入,也就是吃得少,會誘導一種長壽蛋白 SIRT1 的表達,促進 NAD+ 水準上升。最後,運動也可以提升 NAD+ 調控酶如 NAMPT 的表達,從而提高 NAD+ 水準。
徐濤
原來運動和少吃能讓人更長壽,是因為這些行為最終作用到了細胞內,增加了這些有益物質的含量。
雅嫻
對,所有調控最終都會落到基因水準。我看過一個很形象的比喻:在物理學領域,第一性原理是量子力學;在生物學領域,第一性原理是中心法則,而中心法則的起點就是 DNA。所以我們所做的一切改變,最終都會傳導到 DNA 的調控,以及從 DNA 到 RNA 再到蛋白質的這個通路上。
徐濤
但要研究 DNA 是一個極其複雜的過程,從 1950 年代開始,我們才逐漸認識到細胞內部的狀態,到現在瞭解它如何作用於 DNA 也不過幾十年的時間。所以科學界對這方面的研究其實還沒有完全搞清楚,還有很多未知的領域,對嗎?
雅嫻
是的,尤其是很多原理在動物實驗或早期臨床試驗中都顯示出效果,但到了人體試驗階段就會遇到新的問題:這些變化是否具有實際意義?比如服用某種藥物后血壓降低了 5 毫米汞柱,這個降幅是否真的能傳導到壽命的延長上?這是一個很長很複雜的鏈條。
徐濤
從這個角度來看,一方面是衰老機制在微觀細胞層面上的研究還不夠透徹;另一方面,我們確實能看到隨著衛生條件、生活條件、飲食改善,人類的壽命在延長,衰老的跡象在延緩。
王博士
衰老是每個人都無法避免的過程,我們是否需要因此感到焦慮和恐懼呢?雖然現在我還沒到需要辦理老年卡的年紀,說這話可能有點「站著說話不腰疼」,但我覺得對於無法避免的事情,不如讓它自然發生。
除了保持良好心態,延緩衰老還要從飲食結構的改善入手。現代人經常吃外賣,攝入過多的糖、鹽和脂肪,如果能改為低糖低鹽飲食,攝入優質蛋白質和碳水化合物會更好。比如地中海飲食,以橄欖油、魚、全麥和蔬菜為主,還有最近流行的「古代飲食」理念,就是模仿農業不發達時期的飲食方式,多吃肉類、蔬菜、水果、雞蛋和堅果,減少精製食物的攝入,這種相對清淡的飲食方式已經被證實可以有效延緩衰老。
徐濤
我們現在已經發現細胞內的某些分子或者化學元素可能會影響到細胞的衰老,但一方面它們彼此間的影響十分複雜,另一方面現在對它的研究也沒有那麼透徹,所以也無法斷言說補充了某種物質就一定能夠有助於延緩衰老,對嗎?
王博士
是的,科學家們得出的數據實際上也只是一種統計學上的數據,但是某一個結論是否適合所有人,這是存疑的。也許有些人就是不運動,但依然健康,或者雖然整天悶悶不樂,但還是能活到 100 歲,這些都是沒處說理的事情。
徐濤
但這些例子可能也只是佔人群中非常小的一部分,我們當然不能以此為參照,還得是看大部分普通人的狀態。
王博士
沒錯,我覺得大家每天保持好心情,然後勇敢地去做自己認為對的事情就好了,就算狀態不好了,鬆懈一段時間也沒有關係。及時地拾起對生活的信心,拾起對這個世界的熱情,開心起來也不會顯老了。
感謝 LA PRAIRIE 萊珀妮全新生機煥活臻研面霜對本期節目的支援。汲前沿生機長續科學之力,內源煥活,長續生機。歡迎大家在評論區分享自己關於衰老與保持生命活力的觀點與看法。
以上對話整理自
聲動活潑旗下播客「聲東擊西」
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審校/可宣
編輯/Riley
排版/Riley
運營/George
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