科学家发现操纵优化细胞衰老途径

科学家发现操纵优化细胞衰老途径

科学家发现操纵优化细胞衰老途径

据美国有线电视新闻网 CNN报道，近日《科学》杂志发表的最新研究，已揭示衰老之谜背后的关键机制。研究提出，可通过合理设计基因或化学疗法对细胞进行“重新编程”，最终有可能延长人类寿命并延缓衰老。

据CNN报道，为了破解衰老之谜，加州大学圣地亚哥分校研究团队对酿酒酵母的衰老过程进行分析，试图理解不同细胞的衰老速度和衰老原因是否相同。之所以选择研究酵母，是因为这是研究衰老机制的可控模型，也适用于皮肤细胞和干细胞的衰老路径。

他们的研究结果很有趣。研究人员发现，即使是具有相同遗传物质，处于相同环境中的酵母细胞，也会以两种“截然不同的方式”衰老。

研究人员利用微流控技术和计算机建模分析发现，大约一半的酵母细胞会因为核仁稳定性的逐渐下降而衰老。核仁是细胞中合成核糖体的场所。在细胞处于活跃时期时，核仁大小能达到细胞核的25%，但在一些休眠的细胞中，核仁会明显减小。

另一半细胞会由于线粒体的功能失调而衰老，线粒体是细胞的能量生产单位，随着能量衰竭，细胞也会逐渐衰老。

科学家认为，细胞在生命早期就走上了不同的路径，并且会沿着核仁和线粒体这两种“衰老路径”走向衰退和死亡。

从表面上看，酵母似乎和人类的寿命相去甚远，但研究人员表示，他们的模型能为基因治疗和其他药物治疗铺平道路，让人们能够对细胞主回路进行重新编程，并在未来的某一天延长人类寿命。

细胞老化特征

1、普遍性

所有的细胞、组织、脏器和机体都会在不同水平上出现老化改变。

2、不可逆性

随着时间的推移，老化不断进行性的发展。

3、内因性

不是由于外伤、事故等的外因作用，而是细胞内在决定性的衰退。

4、有害性

细胞老化时，细胞代谢、适应、代偿等多种功能低下且缺乏恢复能力，机体患病率和死亡率逐渐增加。

细胞衰老的原因

衰老的原因非常复杂,许多研究至今还是停留在假说阶段,目前对细胞衰老的原因有以下几种学说或理论：

1、遗传决定学说：

认为衰老是遗传上的程序化过程,其推动力和决定因素是基因组.控制生长发育和衰老的基因都在特定时期有序地开启或关闭.控制机体衰老的基因或许就是“衰老基因”.长寿者、早老症患者往往具有明显的家族性,后者已被证实是染色体隐性遗传病.这些都促使人们推测,衰老在一定程度上是由遗传决定的。

2、氧化损伤学说 自由基理论

早在20世纪50年代,就有科学家提出衰老的自由基理论,以后该理论又不断发展.自由基是生物氧化过程中产生的、活性极高的中间产物.自由基的化学性质活泼,可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂质等大分子物质,造成氧化性损伤,结果导致DNA断裂、交联、碱基羟基化,蛋白质变性失活等胞结构和功能的改变。

正常细胞内存在清除自由基的防御系统,如超氧化物歧化酶 SOD,过氧化氢酶 CAT,谷胱甘肽过氧化物酶等.实验证明,SOD与CAT的活性升高能延缓机体的衰老。

3、端粒钟学说

端粒是染色体末端的一种特殊结构,其DNA由简单的重复序列组成.在细胞分裂过程中,端粒由于不能为DNA聚合酶完全复制而逐渐变短.科学家提出了端粒钟学说,认为端粒随着细胞的分裂不断缩短,当端粒长度缩短到一定阈值时,细胞就进入衰老过程。

4、转录或翻译差错学说

随着年龄的增长,机体的细胞内不但DNA复制效率下降,而且常常发生核酸、蛋白质、酶等大分子的合成差错,这种与日俱增的差错最终导致细胞功能下降,并逐渐衰老、死亡。

5、废物累积学说

由于细胞功能下降,细胞一方面不能将代谢废物及时排出细胞,另一方面又不能将这些代谢废物降解消化,这些代谢废物越积越多,在细胞中占据的空间越来越大,影响细胞代谢废物的运输,以致于阻碍了细胞的正常生理功能,最终引起细胞的衰老。

6、程序性细胞死亡理论

是衰老的一种假说,该理论认为衰老是因细胞程序性死亡,就是细胞象编好的程序一样,按照设定的程序,到了特定的时间就死亡。

有关衰老的假说还有很多.近年来,用线虫进行的发育程序与衰老关系的研究取得了显著进展.线虫的特殊发育模式关系到发育方向的决定和寿命的延长。

细胞衰老是所有酶活性都降低吗

在衰老的细胞中，总体上说酶的活性降bai低，而在不同的生理阶段所需要的酶du是不zhi同的，所以与衰老相关的酶活性不一定降低。

细胞的生命历程都要经过未分化、分化、生长、成熟、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除，同时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成，以弥补衰老死亡的细胞。细胞衰老死亡与新生细胞生长的动态平衡时维持机体正常生命活动的基础。

扩展资料：

细胞衰老和机体衰老是两个不同的概念，但两者有密切关系。机体衰老的基础是构成机体的细胞在整体、系统或器官水平的衰老，但不等于构成机体的所有细胞都发生了衰老。正常生命活动中细胞衰老死亡与新生细胞生长更替是新陈代谢的必然规律，也避免了组织结构退化和衰老细胞的堆积，使机体延缓了整体衰老。

不同种类的细胞其寿命和更新时间有很大的差别，如成熟粒细胞的寿命仅为10余小时，红细胞寿命约为4个月，胃肠道的上皮细胞每周需要更新1次，胰腺上皮细胞的更新约需要50天，而皮肤表皮细胞的更新则大约需要1~2个月。

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