什么是撬動(dòng)衰老的杠桿?

衰老對(duì)于生命來說幾乎是不可避免的,尤其是在人類中,古往今來無數(shù)人嘗試過永生,上到帝王將相,下到販夫走卒,不過都失敗了。不可逆轉(zhuǎn)的衰老不僅帶來老年性疾病,還會(huì)帶來身體機(jī)能直觀的下降,讓人感覺到無可奈何。
說到這里,大家都覺得既然老祖宗這么多年求而不得的東西,估計(jì)誰都沒法破解了吧?其實(shí),衰老也是可以破解的,那么如何破解呢?今天就給大家來講上一講。

01,我們看得到的衰老

要破解衰老,首先我們要對(duì)衰老有個(gè)基本的了解。
在宏觀上,衰老是非常容易觀察的和感受的。直觀地表現(xiàn)為生理完整的漸進(jìn)性喪失,比如逐漸老化的皮膚,變白的頭發(fā),衰退的身體機(jī)能,進(jìn)而導(dǎo)致功能受損和易死性增加,包括各種老年病如糖尿病、高血壓、高血脂等都開始逐步增加。


02,衰老的核心——細(xì)胞衰老

在微觀上,衰老的表現(xiàn)要更復(fù)雜一些。隨著生物醫(yī)學(xué)的進(jìn)展,我們逐步意識(shí)到,衰老在微觀層面本質(zhì)上是構(gòu)成人體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)——細(xì)胞的衰老。而能夠引發(fā)細(xì)胞衰老的因素眾多,比如衰老中的圣經(jīng)級(jí)文獻(xiàn)《the Hallmark of aging》曾經(jīng)對(duì)衰老的因素進(jìn)行了總結(jié)和闡述,總體上可以將導(dǎo)致衰老的因素概括為九大因素[1]:

這些因素包括:
基因組不穩(wěn)定性(genomic instability);
端??s短(telomere attrition);
表觀遺傳學(xué)改變(epigenetic alterations);
蛋白內(nèi)穩(wěn)態(tài)喪失(loss of proteostasis);
營(yíng)養(yǎng)感應(yīng)失調(diào)(deregulated nutrient sensing);
線粒體功能異常(mitochondrial dysfunction);
細(xì)胞衰老(cellular senescence);
干細(xì)胞耗竭(stem cell exhaustion);
細(xì)胞間信息交換改變(altered intercellular communication)。
這其中,有些因素大家可能比較熟悉,比如端??s短,體細(xì)胞每復(fù)制一次其端粒就會(huì)縮短一次。干細(xì)胞耗竭則是指部分成體干細(xì)胞變得衰老而無法為機(jī)體提供源源不斷的新細(xì)胞。而其他那些因素也同樣具有重要影響,比如線粒體這種細(xì)胞的能量工廠,不斷的產(chǎn)生氧自由基等,一直持續(xù)受到損傷,隨著衰老修復(fù)機(jī)制的下降,損傷越來越大等。
可以說,這其中的每個(gè)因素都可以展開寫一大篇綜述,估計(jì)不少人看著都感覺懵,衰老影響因素如此之多,讓我們感覺到了應(yīng)對(duì)衰老的無力,很難單獨(dú)處理。

03,AMPK-衰老的開關(guān)基因之一

不過,在生物學(xué)上,也并非如此。在生物學(xué)里,沒有單獨(dú)發(fā)揮作用的過程,都是要通過一系列的反應(yīng)來實(shí)現(xiàn),而這些基因彼此之間往往形成網(wǎng)絡(luò)來作用。

就像上圖所示,就是衰老過程的一個(gè)基因通路,我們可以看到不同的基因在發(fā)揮作用。但是并非完全隨機(jī),更不是主次不分,而是總有一些基因處于一些核心位置,一旦影響了它就可以進(jìn)一步級(jí)聯(lián)放大并影響到更多的基因,有時(shí)候科學(xué)家們也稱其為開關(guān)基因。
而在衰老過程中,AMPK就是這樣一個(gè)開關(guān)基因,它是Adenosine 5‘-monophosphate (AMP)-activated protein kinase的縮寫,即AMP依賴的蛋白激酶[2]。別小看這個(gè)基因,它是生物能量代謝調(diào)節(jié)的關(guān)鍵分子,要知道代謝那可是生命的基礎(chǔ)之一,我們的能量,呼吸,運(yùn)動(dòng)等一切生理活動(dòng)都離不開代謝,因此AMPK也自然是影響巨大,下圖是AMPK基因在衰老中的通路。

我們可以看到,AMPK基因本身和諸多生物學(xué)過程有關(guān),比如Sirt1基因,就是非常知名的衰老相關(guān)基因,ras基因是一個(gè)在傳遞細(xì)胞生長(zhǎng)分化信號(hào)方面起重要作用的基因,而AMPK可以直接影響到它的發(fā)揮,再比如mTOR公路、PI3K-Akt通路一樣如此。正因?yàn)槿绱耍珹MPK可以認(rèn)為是一個(gè)衰老開關(guān)基因,可以通過影響它來進(jìn)而讓它將影響傳遞到更多的通路上去,從而實(shí)現(xiàn)了全方位的影響。

04,調(diào)節(jié)AMPK應(yīng)對(duì)衰老

上面說了,AMPK在衰老中具有關(guān)鍵位置,所以科學(xué)家們也將抗衰老的目標(biāo)投向了這個(gè)基因,比如研究發(fā)現(xiàn)VRK-1基因就是通過影響了AMPK基因從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)線蟲衰老的影響[3]。


最后,由上可以看到,其實(shí)衰老并不需要面面俱到,可能有一些很關(guān)鍵的點(diǎn),對(duì)這些關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié),最終會(huì)產(chǎn)生牽一發(fā)而動(dòng)全身的效果。
當(dāng)然,目前,我們并沒有找到這個(gè)支點(diǎn),自然也無法撬動(dòng)這個(gè)杠桿,但是科學(xué)還在繼續(xù),我認(rèn)為,這個(gè)杠桿,一定會(huì)被找到的。
解決對(duì)抗衰老,并不是無解,雖然我們目前也不能徹底從根本上逆轉(zhuǎn)衰老,但是隨著科學(xué)家的不斷研究,相信不久的將來一定可以實(shí)現(xiàn)。
1 López-Otín, Carlos, et al. "The hallmarks of aging." Cell 153.6 (2013): 1194-1217.
2 Mihaylova, Maria M., and Reuben J. Shaw. "The AMPK signalling pathway coordinates cell growth, autophagy and metabolism." Nature cell biology 13.9 (2011): 1016-1023.
3 Park, Sangsoon, et al. "VRK-1 extends life span by activation of AMPK via phosphorylation." Science advances 6.27 (2020): eaaw7824.
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