
出品:科普中国
制作:Onorinko (大阪大学)
监制:中国科学院计算机网络信息中心
有生必有死 , 这似乎是不可抗拒的自然规律 , 但古今中外的我们从未停止对长生不老的憧憬 。 《西游记》里各路妖魔鬼怪想方设法吃唐僧肉 , 柯南吃了神秘组织研制的APTX4869以后秒变回小学生 , 好莱坞巨星布拉德·皮特塑造的本杰明·巴顿 , 经历了从老年逆生长到婴儿的奇幻人生 。
图片来源:Freepik.com
本周 , 加州大学洛杉矶分校和美国免疫干预组织的一项联合研究 , 让我们看到了“返老还童”的曙光 。
试验人员对10名51-65岁成年健康男子使用一种叫做“再生胸腺”的疗法 , 发现试验对象开始衰老的免疫系统有了一定程度的恢复 , 并且许多与年龄相关疾病的风险指数也表现出降低趋势 。 试验对象们在治疗1年后平均表观遗传年龄约降低1.5年 , 试验完成时这一数据更是降低了2.5年 。 相关研究成果刊登在9月份出版的Aging Cell杂志上 , 《自然》杂志也对此进行了报道 。
论文标题截图 图片来源:https://doi.org/10.1111/acel.13028
这项研究一经公布立即吸引了各国媒体的集中关注 , 难道之前只存在于影视作品中的“返老还童”桥段真的要成为现实了?我们到底应该如何看待这一成果?它的意义到底在哪里?看完这篇文章 , 相信各位读者自然会找到答案 。
表观遗传年龄逆转?是变年轻了么?
在生物学领域 , 人类年龄的表示方式有很多种 , 比如实际年龄(Chronological Age) , 即从出生之日算起的年龄 。 而生理年龄(Biological Age)和表观遗传年龄(Epigenetic Age)是指通过测量生物学指标得到的年龄 。 此外还有骨龄(Bone Age)和心理年龄(Mental Age)等 。 表观遗传年龄由加州大学伯克利分校的科学家团队在2013年提出 , 目前已经获得了许多学术界同行的认可和引用 。
染色体、DNA及位于其上的碱基对 图片来源:Freepik.com
那么 , 什么是表观遗传?
我们知道身体的细胞、组织乃至器官、系统 , 都是由基因通过调控蛋白质的合成来维持正常功能并实现新陈代谢的 。 相同的基因碱基序列每次调控蛋白质合成(这一过程称为基因表达)时都应该得到相同的结果 , 好比从同一篇原稿复制而来的复印件 , 都应该与原稿保持同样的内容 。
然而 , 实际是 , 即便是相同的基因碱基序列 , 每次表达时都会受到一定因素的影响 , 从而使表达结果与原本的碱基序列产生微弱的差异 。 这些影响因素包含组蛋白修饰、DNA甲基化、非编码RNA调控等 。 这就好比即便按照同一份原件进行影印 , 每一份复印件与原件之间 , 以及每一份复印件之间 , 都会存在微弱的差别 。 而且 , 基因表达的次数越多(也就是生物体年龄越大) , 这种差异的积累效应就越大 , 表达出的结果偏离原本的碱基序列就越远 。 下图中的两只克隆小鼠 , DNA碱基序列完全相同 , 但由于DNA甲基化差异而导致尾部特征差异明显 。
DNA甲基化造成的性状差异 图片来源:Emma Whitelaw, University of Sydney, Australia
科学家们发现 , 如果能够精确测定基因表达偏离碱基序列的程度 , 就能够反推出该个体的年龄 , 学术界把这项技术称为“表观遗传学时钟” 。 而表观遗传学年龄就是通过表观遗传学方式测定出的年龄(并非实际年龄) 。 例如 , 目前表观遗传学预测实际年龄时 , 常会观测人体细胞的DNA甲基化水平与年龄的变化关系 。
随着年龄的增长 , DNA甲基化水平不断提高 , 并且呈现出明显的阶段性变化特点 。 起初此方法的误差在2.7年左右 。 但在2018年 , 加州大学伯克利分校的团队在比对不同组织样本后发现 , 口腔上皮细胞的测量误差仅为1.08年 。
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