生命体寿命长短非一两种因素决定

2012-05-16 10:21 · vio

从细胞染色体端粒变短的角度来探讨生命体的寿命长短,确实是一个引起很多人重视的研究课题。目前科学界对此的认识仍处在一个进一步加深理解的过程中,有些人可能很强调端粒与寿命的相关性,但也有人认为衰老是一个很复杂的问题,不仅仅是端粒一种因素,起码涉及到十几种原因。

导读:从细胞染色体端粒变短的角度来探讨生命体的寿命长短,确实是一个引起很多人重视的研究课题。目前科学界对此的认识仍处在一个进一步加深理解的过程中,有些人可能很强调端粒与寿命的相关性,但也有人认为衰老是一个很复杂的问题,不仅仅是端粒一种因素,起码涉及到十几种原因。

染色体端粒长短不能完全预测寿命

染色体端粒长短不能完全预测寿命

从细胞染色体端粒变短的角度来探讨生命体的寿命长短,确实是一个引起很多人重视的研究课题。目前科学界对此的认识仍处在一个进一步加深理解的过程中,有些人可能很强调端粒与寿命的相关性,但也有人认为衰老是一个很复杂的问题,不仅仅是端粒一种因素,起码涉及到十几种原因。

认识大相径庭的一个原因在于我们现在对寿命或衰老原因的认识大都是基于体外培养细胞层面上的研究,但如果放到整个生命有机体来看,情况就复杂多了。体外培养细胞与生命体本身的环境是不一样的,细胞的衰老不一定能代表机体的衰老,因为机体的细胞衰老与调亡从胚胎发育时期就已发生,同时又有新的细胞产生来修复,这一过程终身都在进行,只不过随着年龄增长,衰老的细胞越积越多,由量变到质变,表现机体的组织器官在形态和功能上发生了退行性萎缩和衰变,机体外表形象上显示越来越衰老。也就是说机体衰老是由细胞衰老引起的,但细胞衰老并不代表机体的衰老。

根据端粒长度来预测细胞寿命的长短或死亡日期,这在细胞生物学上是有理论依据的,因为细胞衰老了端粒就变短了,短到一定程度,细胞就会凋亡了。这方面已有很多实验例证,最早的实验是用皮肤的成纤维细胞做的,细胞在体外培养每次分裂染色体的端粒就会缩短30-200个碱基,分裂了50次后,细胞内的端粒已经短到不能维持染色体稳定,这时的细胞就面临凋亡了,所以细胞衰老与端粒短之间的对应关系是有证据证明的。好多公司作这方面的预测也都是基于细胞水平上的研究成果。但他们没有考虑到生命体内的细胞衰老情况与单纯体外细胞的衰老情况是不一样的,用体外培养的细胞的依据来作寿命预测是测不准的,当然做这种预测很多是出于商业利益的考虑。

细胞体外实验显示,一般细胞分裂50次后就凋亡了,但在人体内的情况就很不一样,比如神经细胞就是终生不分裂的,所以也不存在端粒长短的问题,再如肌肉细胞也是很少分裂的;而肠粘膜细胞的情况则相反,它一直处于细胞分裂状态,每天都有细胞死亡和新的细胞产生。我们体内血液中的红细胞和白血球也是每天都在生生死死,造血干细胞每时每刻都在补充新的血细胞。所以在我们的机体内既有每天生生死死的细胞,也有终生不死的细胞,情况很复杂,没有一种标准,很难用端粒的长短来预测寿命。

需要指出的是,造血干细胞、肠粘膜干细胞作为干细胞,它们的端粒长度是相对稳定的,但由它们分化来的终末细胞的端粒长度随着分裂次数增加由长变短是很快的,所以其寿命只有一天或二三天,但人的寿命很长,所以不可能用这些细胞端粒的长短来预测人的寿命。

综上可知,根据端粒长短来判断体外培养细胞的寿命长短是有价值的,但如推及到生命体,由于如上所述的每种细胞情况是不一样的,所以据此来作生命体的寿命预测显然不科学。

人的寿命或者人的衰老非常复杂,是由各种因素造成的,总体来讲人的衰老是与细胞衰老密切相关,但这种衰老(机体或细胞)的因素是五花八门的,由此也形成了不少假说,常见的有以下几种学说:激素学说(分泌模式改变和数量减少);蛋白质合成代谢能力下降(随着年龄增长氮代谢由正平衡转变为负平衡);缺损的生物大分子积累(包括DNA和蛋白的缺损和交联);代谢废物的积累(例如脂褐质和β-淀粉样蛋白的沉积等);对自由基的防御功能下降(清除自由基功能下降和自由基的积累);基因突变积累(DNA修复能力下降和突变的积累);端粒长度缩短的限制(细胞分裂次数受到染色体两端的端粒长度限制,每次分裂染色体两端的端粒就会短一些,短到一定程度染色体就会不稳定,细胞就会停止分裂);重复基因失活(例如rRNA基因拷贝数随着年龄增长而减少);衰老基因表达增强和产物的积累(衰老基因与DNA修复基因或抑癌基因可能是同一类基因,细胞生长时间越长可能出现的差错就会越多,为了纠正差错或防止癌变,衰老基因表达就会增强,其产物就会积累增多);干细胞衰老(干细胞差错积累和增殖能力下降);细胞自噬能力下降(细胞清除变质的分子和受损的细胞器的能力下降),等等,所以生命体寿命长短绝非一两种因素所能决定。

关键词: 寿命