《科学》等：衰老生物学：寻找人生“不老药”

邓文龙

衰老生物学：寻找人生“不老药”

来源：光明日报/刘尊鹏 张维绮 2017-02-23 16:22

青春永驻是人类的梦想，我们从未停止延缓衰老的探索。而今，科学的发展或许能让延缓衰老成为可能--这就是衰老生物学。本期，我们邀请中国科学院生物物理研究所的两位科学家，为大家介绍这一新兴的交叉性学科。

1.无法长生不老，但健康老龄化并非不可能

我们将生命过程回归到科学本质，其实衰老是一个复杂的生物学过程。衰老涉及机体、组织器官、细胞和分子等多个层次的功能性衰退。随着年龄的增长，衰老相关慢性疾病的发病率逐步提升，其中包括心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病和恶性肿瘤等。这些疾病不仅影响着老年人的健康和生活质量，同时也为国家和社会发展带来沉重的负担。现代医学和生物学认为，衰老若能得到延缓，将可能从根本上抑制多种衰老相关疾病的发生。

科技飞速发展的今天，很多"不可能"已经变成了"可能"，生命科技领域已经向人类最大的敌人--衰老和死亡，发起挑战。"不老药"的研究在当代并非虚无缥缈、遥不可及，虽然长生不老难以实现，但是延缓衰老、预防和治疗老年性疾病，从而改善老年人的生活质量、实现健康老龄化，在科学上是可行的。

因此，深入探究衰老的本质、揭开衰老谜团、找到延缓衰老的"金钥匙"，已然成为生物医学界攻关的重点--这就是衰老生物学。衰老生物学是一门交叉学科，从分子、细胞、组织和整体水平深入探究生物衰老的本质及内涵，同时也深入研究预防和治疗衰老相关疾病、延缓生物体衰老的潜在方法。

近年来，科学家们在衰老生物学领域已经取得了一些重要的科研成果。2015年12月4日，国际著名学术期刊《科学》（Science）曾以专刊的形式，深入探讨了干细胞与健康衰老、线粒体紊乱与衰老、肠道菌群与衰老等多个衰老生物学的前沿问题。

2.科学家已经筛选出一些潜在的"不老药"，并已取得研究进展

近年来，科学界在开发可能延缓衰老的新技术手段方面有了重要的进展，包括发现潜在可以延长生物体寿命的小分子化合物和药物，比如二甲双胍（Metformin）、雷帕霉素（Rapamycin）、白藜芦醇（Resveratrol）、亚精胺（Spermidine）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）等。此外，衰老领域的重大进展还包括：饮食限制延长寿命、异体共生/年轻血液让衰老组织恢复年轻态、清除衰老细胞延长机体寿命，以及"细胞重编程"技术帮助重返青春等方面。

这里，我们简单介绍几个目前已取得一些进展的研究。

二甲双胍本是一种安全、有效且廉价的治疗糖尿病的一线药物。近年来，越来越多的研究证实二甲双胍除了具有降血糖、降脂的功能外，还广泛参与到衰老的生物学过程中。2015年12月，美国科学家尼尔·巴兹莱（Nir Barzilai）向美国食品药品监督管理局（FDA）提交申请，希望开展二甲双胍延缓衰老的临床试验并获得了FDA的考虑。这项研究计划将招募3000名70岁及以上受试者，受试时间约为5年至7年。该研究将在衰老转化医学领域迈出重要一步。

雷帕霉素在延缓衰老方面的重要作用也被相继发现。白藜芦醇是一种在红酒中发现的天然的多酚类抗氧化剂，可以通过清除生物体内的氧自由基并作为SIRT1的激动剂以延缓衰老的进程。这些小分子化合物已经成为衰老生物学领域研究的"明星分子"。

科学家们也在分子层面取得了"抗"衰老研究的进展。2006年，日本京都大学的山中伸弥（Shinya Yamanaka）首次报道了在成纤维细胞中引入Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc这4种转录因子可获得类似于胚胎干细胞（Embryonic stem cell，ESC）的一种多能性干细胞，即诱导性多能性干细胞（induced pluripotent stem cell，ipsCs）。山中伸弥也因此被授予2012年的诺贝尔生理学或医学奖，以表彰其在细胞重编程领域的杰出贡献。十年之后，这项研究仍在进行。2016年12月，美国索尔克研究所的科研人员在国际著名生物学杂志《细胞》（Cell）上发表研究成果，他们发现，通过对早老症小鼠进行Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4四种因子的间歇性诱导表达，可以逆转早老症小鼠的衰老表征，使它们的寿命延长30%，且不增加癌症发生的风险。同时，四种因子的间歇性诱导也延缓了正常老年小鼠的衰老进程，不仅改善了老年小鼠的代谢紊乱情况，还促进了其肌肉损伤的恢复能力。该研究首次在表观遗传水平（不改变遗传物质的情况下）实现了生物体衰老的逆转，为科学认识衰老、延缓衰老提供了潜在的思路。

衰老生物学理论认为，机体的衰老伴随着细胞的衰老。同样，细胞衰老也是机体衰老的重要诱因--停止分裂的"老"细胞被怀疑是释放衰老信号的罪魁祸首，如果设法用药物清除这些细胞，可能使组织恢复活力、甚至延缓机体的衰老。

美国明尼苏达州梅奥诊所分子生物学家们一直在这方面进行大胆尝试。2011年，戴伦·贝克（Darren J.Baker）等在《自然》（Nature）杂志上发表的研究表明，在早老症小鼠中清除p16Ink4a阳性的衰老细胞可以延缓衰老相关疾病的发生发展。2016年2月，该研究组在《自然》杂志上再次报道，在自然衰老小鼠中清除衰老细胞同样可以延长其平均寿命，同时降低肿瘤发生的风险，且没有明显的副作用。同年10月，该研究组在《科学》杂志上发表的研究结果证明，选择性地清除衰老细胞可以显着地改善动脉粥样硬化相关的血管病变，为治疗动脉粥样硬化带来了新希望。2016年，这两大杂志均将"年度十大科学突破"的殊荣颁给了"清除衰老细胞"这一重要研究。上述研究成果不仅为衰老生物学研究领域开辟新的思路，同时也为延缓衰老药物的研发提供了潜在的靶点和全新的方向。

3.飞速发展的衰老生物产业

衰老研究重大突破的影响力已经辐射到了医药和产业界。谷歌（Google）斥资数十亿美元投资一家新公司Calico（California Life Company），该公司将借助于谷歌的大容量云服务和数据中心，开展衰老及衰老相关疾病的研究工作，从数据中挖掘出研究所需的有用信息，并试图通过的模式生物的研究对抗人类衰老。

以衰老基因组学为研究对象的美国人类长寿（Human Longevity）公司，宣布已经完成超过2.2亿美元的融资。美国生物公司UNITY Biotechnology和国内亚盛医药宣布在全球范围内合作开发基于清除衰老细胞的新型抗衰老治疗药物"Senolytic Therapies"。

在衰老生物学产业的发展中，中国也并未落后。中国近期启动的若干衰老重大研究项目群也着重关注在全基因组范围发现促进或抑制衰老的关键因素， 绘制器官和组织特异的衰老调节网络图谱。其目标是揭示人类器官和组织衰老的细胞分子机理，寻找新型干预靶标，筛选并评价抗衰防病药物，实现健康老龄化。而越来越多的生物技术公司也正在参与进来。

但我们同时要提醒广大读者，目前衰老生物学相关的许多研究还处于实验室研究阶段，市面上不少打着"抗衰老"旗号的保健产品并没有经过科学验证，希望大家不要上当受骗。（生物谷Bioon.com）

http://news.bioon.com/article/6698673.html

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Nature子刊：咖啡也能“抗衰老”？

来源：药明康德

2017-01-18 09:17

近日，斯坦福大学医学院的科学家们发现了饮用咖啡和衰老、慢性炎症以及心血管疾病之间的联系。他们将这一结果发表在权威期刊《Nature Medicine》上。

这项多年的研究对100位参与者的血样、调查数据、病史和家族史进行了广泛的分析，发现了一种与人类衰老和随之而来的慢性疾病相关的炎症机制。研究指出，这一炎症过程就像心血管疾病的驱动者，会增加整体的死亡率。人类基因的组成部分核酸的代谢物在血液中循环会激发这一炎症反应。而咖啡因及其代谢物可以中和这些核酸代谢物的作用，这也许可以解释喝咖啡的人比不喝咖啡的人寿命要长。

这项研究的主要作者，同时也是斯坦福免疫、移植和感染研究所（the Stanford Institute for Immunity， Transplantation and Infection）的咨询副教授David Furman博士指出：“超过90%的非传染性老龄化疾病都与慢性炎症有关。上千份研究证实慢性炎症会导致癌症、阿兹海默病和其他痴呆症、心血管疾病、骨关节炎、甚至抑郁症。”他继续说：“我们都知道咖啡因的摄入与长寿有关，很多研究也指出这一联系，我们找出了这一联系的可能原因。”

值得注意的是，这一炎症机制只在部分老年参与者中被激发，而那些炎症机制没有被激发的参与者倾向于喝更多的咖啡因饮料。研究者们甚至发现这一炎症机制在这些喝更多咖啡因饮料的老年参与者中被抑制。

为了进一步揭示咖啡因在衰老免疫机制中的作用，研究者们对一项长达10年研究的数据进行了分析。在这项研究中，研究者们对20-30岁的年轻人和另一组60岁以上的老年人每年进行一次调查、采血和病史评估。他们对比了这两组参与者的血样，并发现有两个基因簇的活性与一种叫做IL-1-beta的循环炎症蛋白有关，并且这两簇内的基因似乎彼此协调工作。

研究者们还对比了老年参与者中的两组人群：一组人群的一个或两个炎症基因簇被高度激活，另一组人群的炎症基因簇则只被低度激活。他们发现，基因簇活性高的12个参与者中有9个患高血压，而基因簇活性低的11个参与者中只有1个患高血压。也就是说炎症基因簇活性高的人更有可能有会导致心血管疾病的动脉硬化。

除此之外，85岁以上的炎症基因簇活性高的参与者更有可能在研究过程中去世，他们的血样中也含有更高活性的自由基，以及更高浓度的IL-1-beta和核酸代谢物。而炎症基因簇活性低的参与者更多地报告说家族中至少有一位亲属活过90岁，他们的血样中含有较高的咖啡因及其代谢物（比如茶碱和可可碱）。

研究者将可以激发基因簇活性的核酸代谢物与免疫细胞一起培养，发现IL-1-beta的产量增加。给小鼠注射这些核酸代谢物会引发大面积的全身炎症，并伴随高血压。同时免疫细胞会阻塞小鼠的肾脏，增加肾压。而将咖啡因及其代谢物和核酸代谢物与免疫细胞一起培养时，他们发现核酸代谢物对细胞炎症机制的触发被抑制了。



“这种很多人都喝并且喜欢喝的东西也许可以给我们带来非常直接的好处，” 斯坦福免疫、移植和感染研究所的主任和教授Mark Davis博士说：“我们揭示的是咖啡因摄入和长寿之间的相关性（而非因果关系）。而且我们在实验室测试中更为严格地指出了这种情况的可能机制。”(生物谷Bioon.com)

参考资料：

[1] BioSpace： Stanford University School of Medicine Release： Coffee could be good for your heart

[2] Stanford Medicine： Caffeine may counter age-related inflammation

http://news.bioon.com/article/6697621.html