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2017年8月2日（北京时间8月3日），由俄勒冈健康与科学大学、韩国基础科学研究院、美国Salk生物学研究所和深圳国家基因库合成与编辑平台合作完成的人类胚胎基因编辑最新重量级研究成果以“Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos”为题发表于《自然》杂志。

在中国、美国、韩国的国际合作组的通力协作下，科学家第一次成功的利用CRISPR-Cas9系统在人类早期胚胎中对导致肥厚型心肌病的基因突变进行了安全修复。

肥厚型心肌病（Hypertrophic cardiomyopathy，HCM），是以心室肌肥厚为突出特征的原发性心肌病，患病率约为 1/500，是一种全球性疾病，也是青壮年运动员猝死的主要原因之一。多数的肥厚型心肌病均由基因突变导致，MYBPC3基因突变是最为常见的遗传突变。利用基因编辑技术在胚胎中修复MYBPC3致病突变，为从根本上治愈该种家族性遗传疾病带来了希望。

在得到伦理许可的基础之上，此项目研究人员使用正常人的卵子和携带MYBPC3杂合致病突变的精子体外受精产生受精卵，在早期胚胎发育阶段运用CRISPR-Cas9编辑策略对致病突变进行修复。结果证实，在早期胚胎中注射CRISPR-Cas9，利用内源野生型基因拷贝作为修复模板进行的编辑修复，能够达到极高的修复效率，且有效地消除了胚胎嵌合的影响。

 

基因编辑的安全性问题曾引起公众极大的关注和担忧，建立针对该技术的安全性评估流程成为伴随该技术发展的重要研究工作。深圳国家基因库合成与编辑平台的研究人员运用 高深度外显子测序对编辑后胚胎中提取出的全能型干细胞进行检测，在生物信息学预测的685个潜在脱靶区域进行了比较分析，结果显示编辑并未在脱靶区域产生新的突变。针对基因组的整体评估也显示基因编辑未对基因组的稳定性产生显著影响。基于Digenome-Seq和全基因组测序等深度测序技术的评估也进一步分析验证了该研究中采用的编辑方法是相对有效而安全的。该研究充分说明，测序及相关分析技术在基因编辑的安全性评估方法的建立中具有至关重要的作用。多种检测评估方法整合的评估方案，将是编辑技术的临床应用所必需的评估和监控保障。

该研究证实了早期胚胎编辑能够达到较高的效率和安全性，并有效解决胚胎嵌合问题，揭示了早期胚胎编辑在单基因遗传病安全防治方面的重大潜力，对编辑技术的应用和发展将起到重要的推动作用。同时也显示出基因组测序在基因编辑的安全性评价，以及未来基因编辑的应用上都是不可或缺的环节。

据悉，作为该研究主要贡献者的Belmonte教授与深圳国家基因库保持着长期紧密的合作，并已成为深圳国家基因库合成与编辑平台的科学顾问。通过优势整合，目前双方已就基因编辑技术的优化和应用拓展开展了深度合作，开发基于高深度测序技术的基因编辑效率安全评估检测流程，以推进基因编辑技术在例如单基因遗传病等疾病治疗方面的应用探索。

衰老，是我們每個人都要面臨的問題。科學家們一直致力於減緩、停止甚至逆轉人體的衰老的研究。儘管做出了諸多的努力，但真正意義上細胞水平的年齡逆轉並未真正實現。現在，通過採取一種另類的思路，休斯頓衛理公會研究所的研究人員研發出一種能夠讓人類細胞「重返青春」的神奇技術。這對患有早衰症、以及廣大不想變老的人群來說不可謂不是一個巨大的福音！

休斯頓衛理公會研究所心血管病研究主任John P. Cooke博士及其同事於昨日在線發表了一篇題為「端粒酶mRNA逆轉早衰細胞老化」的Research Letter描述他們的研究成果，這項研究將刊印在8月8日的美國心血管疾病領域的頂級醫學期刊——美國心臟病學會期刊上。

Cooke長期致力於早衰兒童的細胞機制研究，兒童早衰症是一種罕見的疾病，患有這種疾病的兒童會快速變老，且通常活不過15歲。Cooke認為，研究兒童早衰對於了解衰老機制十分重要，如果研究出了成果不僅可以惠及這一罕見病群體，且最終我們所有人都將獲益。

Cooke談到，這些早衰兒童通常在13~15歲的時候死於心臟病或中風。雖然目前的療法能產生一定的作用，但總體而言，只能幫助他們多活一兩年。我們一直希望能做一些研究來改善這些孩子的生存質量並儘可能的延長他們的壽命，所以我們就設法研究他們的細胞，看看能否從改善細胞的功能做起，改善疾病的情況。」

最後，Cooke和他的研究團隊集中精力研究一種稱為端粒的物質，端粒被稱為細胞的計時器，且對我們染色體的功能具有十分重要的影響。端粒位於每個染色體的終端，如同鞋帶的兩端，把染色體結合在一起。隨著年齡的增長，端粒的長度越來越短，這也就意味著細胞剩下的壽命越來越少。

Cooke和他的同事在研究中發現，早衰兒童的端粒較短，於是他們想到：如果能夠讓這些兒童的端粒恢復到原來的長度，那麼也許他們能夠改善細胞的功能，並增強細胞分裂和應激的能力。

Cooke強調：「我們無時無刻不在遭受著端粒侵蝕，在這些早衰兒童中加速發生的事情在我們所有普通人的身上也同樣存在。我們的研究已經證明，如果我們能夠逆轉這些孩子端粒縮短的進程並延長它們的長度，許多與衰老有關的疾病都將得到解決。」

為此，研究人員開發出了一種稱為RNA療法的技術。通過這項技術將RNA遞送到細胞中編碼產生一種稱為端粒酶的蛋白質，這種蛋白質可以有效延長端粒的長度。通過RNA遞送系統研究人員給細胞提供了需要擴展端粒的信息，並讓細胞自主完成其餘部分。

如果一個細胞開始表達這種蛋白質，那麼只需幾天時間，細胞的壽命和功能就將產生十分顯著的療效。Cooke表示，暴露於RNA端粒酶會產生如此積極的影響，這對他們的研究來說著實是一個巨大的驚喜！

「端粒擴展技術能對細胞產生如此巨大的影響是我們工作中最令人意想不到的一個部分，」Cooke說：「通過我們的技術，細胞可以更加有效的分裂和發揮功能，我們不僅使這些細胞的壽命得到了延長，同樣功能也得到了加強。」

Cooke還將他們的技術與其它現有的治療方法在細胞水平上進行了比較，比較完了以後Cooke認為，完全一個是天一個是地。

「我們研究了許多衰老的細胞標誌物，但沒想到我們的技術居然產生了如此巨大的影響，與其他抗衰老技術相比，我們的方法對所有細胞衰老標誌物都產生了更加卓越的影響，」Cooke說。「我們顯著提高了細胞的增殖能力並逆轉了炎性蛋白的產生，在我們的研究中，細胞衰老標誌物都得到了很好的逆轉。」

Cooke希望這項技術能儘快轉化為臨床實際應用，並表示他們現在正在加快步伐爭取在幾年內讓相應的產品面世。

「作為一名醫生，我已經見到了太多因年紀大而產生的各種疾病。老年人最大的風險因素便是心血管相關的疾病，」Cooke說。「這個國家約有三分之一的人正在遭受中風和心臟病的威脅，從這個角度來講，如果我們能夠解決衰老這個問題，我們將會解決很多的疾病！」

Cooke的工作與其他研究兒童早衰領域的人不同，絕大部分研究這個方面的人主要都在關注基因突變方面、或者說是突變引起的蛋白質編碼異常對疾病產生的影響。而Cooke的研究團隊選擇了另類的方法，通過開發出延長端粒長度的技術從而達到解決疾病的目的。

「這些患有早衰的孩子和其他正常的孩子一樣，他們喜歡玩耍，他們擁有夢想。他們希望自己健康長大成為偉大的人，」Cooke說。「但是他們卻做不到，他們並沒有這樣的機會。這是最初我想要研發出這種技術的最主要動力。」

Cooke堅持認為衰老並不是不可逆轉的，他們的成果可以對抗衰老領域的研究產生十分有益的影響作用。

「我們至少可以減緩衰老的速度，這就是我們正在努力的方向，」他說。「我們下一步的研究計劃是開始將這種療法推向臨床應用，我們計劃通過改進現有的細胞療法來實現我們的目標。」

參考資料：

Researchers develop technology to make aged cells younger

Dora妈：

每每谈起“孩子像爸还是像妈”的话题时，总能引起爸妈之间的争议，或者引来笑谈。

老公总是调侃地说道，女儿长得像他，智商也遗传了他，唯有脾气，性格这类情商的东西酷似我…我噎着气，真想丢一堆数据给他看，明明智商也是我的贡献，气质也随我好吧…

01

母亲的智商，决定孩子的智商

▼英媒称，研究人员发现，母亲的基因决定她的孩子有多聪明，父亲不起多少作用。

据英国《独立报》10月报道，妈妈更有可能把智力基因传给孩子。遗传对智力的影响约占50%—60%，因为智力基因由X染色体携带，而妈妈贡献两条X染色体，爸爸却贡献一条。就遗传而言，妈妈聪明，生下的孩子大多聪明，如果是个男孩，就会更聪明。此外，科学家现在认定，遗传自父亲的高级认知功能基因或许被自动钝化了。

被称为“条件基因”的一类基因，有些来自母亲能发挥作用、有些则只能来自父亲发挥作用。而据信，智力基因这一“条件基因”是必须来自母亲才能发挥作用。

研究人员用经过基因改造的老鼠进行实验后发现：

母系基因格外多的老鼠头大、脑大但身子小；

父系基因格外多的老鼠则脑小、身子大。

研究人员在控制饮食习惯、记忆等各种认知功能的鼠脑的六个区域中，找出了只含母系基因或只含父系基因的细胞。

其中，含父系基因的细胞堆积在大脑边缘系统各部位，该系统涉及性、食物和挑衅等功能。而推理、思考、语言和规划等最高级认知功能都是在大脑皮层实现的。但研究人员在大脑皮层没有发现任何父系细胞。

▼ 报道称，考虑到人也许不同于老鼠，格拉斯哥的研究人员采用了更贴合人类的方法来探究智力。

他们从1994年开始采访了12686名年龄在14岁至22岁之间的人，发现由老鼠实验得出的推论在现实中是成立的。尽管把参与者的受教育程度、种族和社会经济地位等因素都考虑在内，团队仍发现预测智力的最可靠指标是母亲的智商。

不过，研究也清晰地证明：遗传并非智力的唯一决定因素。据估计，只有40%到60%的智力是遗传的，还有差不多同样比重的智力取决于环境。

2

母子情深，更有利于孩子大脑发育

但就智力的非遗传部分而言，母亲也扮演着极其重要的角色。研究显示，母子间的牢固情感纽带与智力紧密相关。

▼ 华盛顿大学的研究人员发现，母子情深对大脑某些部分的发育十分重要。

在花7年时间观察分析了一批母亲与孩子的相处方式后，研究人员发现，同那些与母亲感情淡薄的孩子相比，情感上有依靠、精神需求得到满足的孩子在13岁时的海马体要大10%。海马体是大脑中与记忆、学习、应激反应相关的区域。

如此以来，与母亲感情深厚会赋予孩子敢于去探索世界的安全感和解决问题的信心。此外，既专心又贴心的母亲会帮助孩子解决问题，从而进一步帮助他们发挥潜力。

当然，没理由认为父亲不能在育儿过程中扮演同母亲一样重要的角色。研究人员指出，能从父亲那里遗传的其他很多由基因决定的特征——比如直觉和情感——对于释放潜在智力也非常关键。所以，父亲们不必失望。

此外，夫妻的基因对孩子的影响，还着重表现在下面这几点。

3

身高是谁的遗传大?——父母各占一半

除去营养状况外，孩子的身高有70%的主动权掌握在父母手里，父母的遗传是决定孩子身高的主要因素，因为决定身高的因素35%来自父亲，35%来自母亲。假若父母双方个头不高，那就要靠宝宝后天那30%的努力了。

4

性格是谁的遗传大?—爸爸

性格是父亲的遗传大。性格的形成固然有先天的成分，但主要是后天影响。比较而言，爸爸的影响力会大过妈妈。其中，父爱的作用对女儿的影响更大。一位心理学家认为：“父亲在女儿的自尊感、身份感以及温柔个性的形成过程中，扮演着重要角色。”有专家提出，父亲能传授给女儿生活上的许多重要的教训和经验，使女儿的性格更加丰富多彩。

5

相貌是谁的遗传大?—具体问题具体分析

肤色：总遵循“相乘后再平均”的自然法则，让人别无选择。若父母皮肤较黑，绝不会有白嫩肌肤的子女；若一方白一方黑，大部分会给子女一个“中性”肤色，也有更偏向一方的情况。

眼形：孩子的眼形、大小遗传自父母，大眼睛相对小眼睛是显性遗传。父母有一人是大眼睛，生大眼睛孩子的可能就会大一些。

双眼皮：双眼皮是显性遗传，单眼皮与双眼皮的人生宝宝极有可能是双眼皮。但父母都是单眼皮，一般孩子也是单眼皮。

眼球颜色：黑色等深色相对于浅色而言是显性遗传。也就是说，黑眼球和蓝眼球的人，所生的孩子不会是蓝眼球。

睫毛：长睫毛也是显性遗传的。父母只要一人有长睫毛，孩子遗传长睫毛的可能性就非常大。

鼻子：一般来讲，鼻子大、高而鼻孔宽呈显性遗传。父母中一人是挺直的鼻梁，遗传给孩子的可能性就很大。鼻子的遗传基因会一直持续到成年，小时候矮鼻子，成年还可能变成高鼻子。

耳朵：耳朵的形状是遗传的，大耳朵相对于小耳朵是显性遗传。父母双方只要一个人是大耳朵，那么孩子就极有可能也是一对大耳朵。

下颚：是不容“商量”的显性遗传。父母任何一方有突出的大下巴，子女常毫无例外地长着酷似的下巴，“像”得有些离奇。

肥胖：会使子女们有53%的机会成为大胖子，如果父母有一方肥胖，孩子肥胖的概率便下降到40%。这说明，胖与不胖，大约有一半可以由人为因素决定，因此，父母完全可以通过合理饮食、充分运动使自己体态匀称。

秃头：造物主似乎偏袒女性，让秃头只传给男子。比如，父亲是秃头，遗传给儿子概率则有50%，就连母亲的父亲，也会将自己秃头的25%的概率留给外孙们。

青春痘：这个让少男少女耿耿于怀的容颜症，居然也与遗传有关。因为父母双方若患过青春痘，子女们的患病率将比无家庭史者高出20倍。

腿型：酷似父母的脂肪堆积的腿，完全可以通过充分的锻炼而塑造为修长健壮的腿。倒是那双腿若因遗传而显得过长或太短时，就无法再塑，只有听任自然了。

虽然说父母对孩子的智力基因遗传起到50-60%的影响，但是还有一半是受后天改造和环境的影响。爸妈们，不管怎样，努力让孩子接受后天的改造和发展哦，千万别拖了孩子的后腿~

长寿药、抗衰老等话题一直备受人们的关注。哪些药物、物质、方法能抗衰老？哪些因素会加速衰老？衰老的机制是怎样的？哪些通路、分子与逆转衰老密切相关？近年来，来自全球各国的科学家们一直在积极寻找这些问题背后的答案。本文小编带你一览2016年25项衰老相关重要研究成果。

在刚刚过去的2016年，一项发表在Nature杂志上的衰老突破成果入选了《科学》杂志2016年十大突破。在这一研究中，来自美国梅奥诊所的科学家们发现，清除衰老细胞能使小鼠的器官更加健康，从而使寿命延长超过20％。

除了这一研究，2016年的衰老领域还取得了许多其它进展，比如细胞重编程让小鼠“返老还童”、抗衰老“神药”雷帕霉素让小鼠活到“140岁”、石榴+肠道菌=延长寿命、“年轻血液”并不能成为逆转衰老的“有效药物”。以下，跟随小编一起回顾一下2016年重要的25项衰老研究进展吧。

1#. Cell重磅！细胞重编程让小鼠“返老还童”，10年后或可用于临床实验

In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming

2016年12月15日，发表在Cell杂志的一项研究中，来自索尔克研究所（Salk Institute）的研究人员通过细胞重编程让衰老的小鼠重获了青春。除此之外，小鼠的寿命延长了1/3，这在活体动物中属于首次。研究人员认为，通过化学物质或小分子诱导表观遗传变化可能是实现人类“返老还童”最有希望的方法。但他们也警告，由于衰老的复杂性，这种治疗方法可能需要10之久年才能进入临床试验。

2# Nature：首次！科学家找到了衰老背后的一个新“秘密”

Splicing factor 1 modulates dietary restriction and TORC1 pathway longevity in C. elegans

2016年12月5日，在线发表于Nature上的一项研究中，来自哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的研究小组首次在线虫中揭示了 RNA剪接（RNA splicing）功能与长寿之间的关联。这一研究结果阐明了剪接在寿命中的生物学作用，且表明了在人类中操作特定的剪接因子有望帮助促进健康老龄化。

3# Nature：衰老新机制——“复活”的胚胎发育基因损伤干细胞

Epigenetic stress responses induce muscle stem-cell ageing by Hoxa9 developmental signals

2016年11月30日，发表在Nature上的一项研究为衰老再生疗法指明了新方向。HOX基因在调控胚胎发育和细胞分化的过程中扮演着重要角色。在这一研究中，科学家们发现，该基因家族成员之一——Hoxa9在老年时被重新激活。它的重激活损害了肌肉干细胞的功能，因而也限制了骨骼肌的再生能力。值得注意的是，这一过程可以通过抑制Hoxa9表观遗传活性的药物来逆转。

4# Nature Communications：新研究让做“吸血鬼”重返青春的美梦破灭

A single heterochronic blood exchange reveals rapid inhibition of multiple tissues by old blood

2016年11月22日，发表在NatureCommunications上的一项研究表明，年轻的血液并不能成为逆转衰老的“有效药物”。老年血液和其中的分子推动了衰老过程，而年轻血液并没有“返老还童”的作用。

5# Nature Communications：为细胞大扫除，逆转衰老的时钟

Selective removal of deletion-bearing mitochondrial DNA in heteroplasmic Drosophila

2016年11月14日，发表在Nature Communications上的一项研究中，来自加州理工学院和加州大学洛杉矶分校的研究小组发现了清除细胞损伤的新方法。这一新方法能够清除线粒体中的突变DNA，有望帮助减缓或者逆转造成衰老的一个重要原因。

6# Nature Medicine：亚精胺可延长寿命并保护心脏健康

Cardioprotection and lifespan extension by the natural polyamine spermidine

2016年11月14日，发表在Nature Medicine上的一项研究发现，给小鼠喂食一种叫做亚精胺的化合物，它们的寿命比普通小鼠更长，而且也有更好的心血管健康。

7# Nature Structural and Molecular Biology：破解端粒酶的秘密，抗衰老药物又见新曙光

Oxidative guanine base damage regulates human telomerase activity

2016年11月7日，匹兹堡大学的研究人员在Nature Structural and Molecular Biology杂志上发表的成果揭示了氧化应激导致端粒缩短的关键机制——破坏DNA的前体分子，还发现了抑制端粒酶的新方法，这对抗衰老、抗癌而言，具有重要的意义。

8# Cell Metabolism：西兰花中富含的天然化合物可延缓衰老

Long-Term Administration of Nicotinamide Mononucleotide Mitigates Age-Associated Physiological Decline in Mice

2016年10月27日，发表在Cell Metabolism上的一项研究中，来自华盛顿大学医学院的科学家发现，为健康小鼠补充一种名为NMN（烟酰胺单核苷酸）天然化合物可以减少一些典型的衰老症状比如，体重增加、胰岛素敏感性降低以及身体活动减少等等。NMN在多种多种食物中都天然存在，包括西兰花、卷心菜、黄瓜、毛豆、鳄梨。

9# Cell Metabolism：科学家又发现一种延缓衰老的物质——辅酶I

NAD+ Replenishment Improves Lifespan and Healthspan in Ataxia Telangiectasia Models via Mitophagy and DNA Repair

2016年10月11日，发表在Cell Metabolism上的一项研究发现，辅酶I（NAD+）在衰老过程中扮演着重要角色。在小鼠和线虫中增加NAD+可延缓衰老。

10# Cell Reports：跑步延长寿命，又有新证据

Voluntary Running Triggers VGF-Mediated Oligodendrogenesis to Prolong the Lifespan of Snf2h- Ataxic Mice

2016年10月11日，发表在Cell Reports上的一项研究证明，大脑损伤的小鼠通过跑步能够触发神经生长因子VGF的产生。这一分子能够修复大脑组织，延长小鼠的寿命。具体来说，这项研究发现，在特定的小鼠模型中（Snf2h失活引发运动失调的小鼠，寿命仅有25-40天），跑步对大脑健康有着显著的有益影响。科学家们通过在笼子中安装转轮，让一部分小鼠有跑步的机会。令人惊讶的是，这些能够跑步的小鼠寿命超过了12个月（相当于正常的小鼠寿命）。

11# Journal of Investigative Dermatology：痤疮患者细胞抗衰老与端粒长度有关

Acne and telomere length. A new spectrum between senescence and apoptosis pathways

2016年9月27日，发表在 Journal of Investigative Dermatology上的一项研究中，伦敦国王学院的科学家们发现，曾经患有痤疮（acne）的人的白细胞中可能有更长的端粒，这意味着他们的细胞能够更好的预防衰老。

12# PNAS：转座子影响衰老又出新成果，节食或可延长寿命

Chromatin-modifying genetic interventions suppress age-associated transposable element activation and extend life span in Drosophila

2016年9月12日，发表在PNAS上的一项研究中，布朗大学的科学家小组发现，老果蝇中出现多种转位元件激活，并且这种激活可以被节食所减弱。防止转位元件激活可能在衰老引起的疾病治疗过程中有重要意义。

13# Current Biology：雄性的外激素会让在一起的雌性加速衰老

Sexually Antagonistic Male Signals Manipulate Germline and Soma of C. elegans Hermaphrodites

2016年9月8日，发表在Current Biology上的一项研究中，由美国西北大学的科学家组成的研究小组发现，雄性的动物通过他们无形的化学物质，让女性准备好生殖，但不幸的副作用是这也会加速雌性衰老。

14# Nature：科学家证实吃七分饱，会延长早衰小鼠的寿命！

Restricted diet delays accelerated ageingand genomic stress in DNA-repair-deficient mice

2016年8月24日，发表在Nature杂志上的一项研究证实，如果患有严重衰老疾病的小鼠减少30%的食量，它们的寿命将会延迟3倍。更重要的是，相比于正常饮食的小鼠，控制饮食结构的小鼠会更健康。

15# eLife：“140岁”小鼠！抗衰老“神药”雷帕霉素能否让人类实现“长寿梦”

Transient rapamycin treatment can increase lifespan and healthspan in middle-aged mice

2016年8月23日，eLife杂志上发表了一项关于雷帕霉素在中年小鼠中发挥延长寿命作用的最新进展。华盛顿大学的Matt Kaeberlein教授带领的研究小组发现，小鼠在中年时期接受短暂剂量的雷帕霉素足以延长寿命。试验中，小鼠接受雷帕霉素治疗共计90天。引人注目的是，治疗停止后，与对照组小鼠相比，雷帕霉素组小鼠寿命延长了60%。这项研究中最“年长”的小鼠Ike存活了1400天。对于一个人来说，这就相当于活了140岁。

16# Current Biology：灯光会加速衰老？

Environmental 24-hr Cycles Are Essential for Health

2016年7月14日，发表在Cell子刊Current Biology上的一项研究发现，持续光照会给小鼠健康带来许多负面的影响。研究指出，缺乏明-暗循环会严重干扰多种健康参数，导致促炎症的免疫状态、肌肉损失和骨质疏松早期表现。这些令人“虚弱”的生理性改变通常发生在衰老的人和动物身上。好消息是：恢复环境的明-暗循环可以逆转上述负面效应。

17# 石榴+肠道菌=延长寿命？Nature Medicine揭示抗衰老新公式

Urolithin A induces mitophagy and prolongs lifespan in C. elegans and increases muscle function in rodents

2016年7月11日，发表在Nature Medicine上的一项研究中，来自于瑞士联邦理工学院的研究团队发现，石榴中含有一种化合物，能够在肠道微生物的作用下转变成一种延缓肌肉细胞衰老的关键分子。当他们以线虫和老鼠为研究模型时，发现该分子的抗衰老效果惊人。

18# Nature：衰老是由两个基因组说了算

Mitochondrial and nuclear DNA matching shapes metabolism and healthy ageing

2016年7月6日，发表在Nature上的一项研究发现，我们的两个基因组（核基因组和线粒体基因）之间的组合与互作触动一种细胞适应，影响我们整个一生，并决定我们如何衰老的机制。

19# Cell：中科院和NIH合作揭示逆转人类干细胞衰老的关键通路

Repression of the Antioxidant NRF2 Pathway in Premature Aging

2016年6月2日，发表在Cell上的一项研究中，中国科学院生物物理研究所刘光慧实验室与美国国立卫生研究院国家癌症研究所Tom Misteli研究组合作，通过筛选具有逆转人类细胞衰老潜能的基因，发现转录因子NRF2（NF-E2-related factor 2）介导的细胞抗氧化通路的紊乱是导致细胞衰老的驱动力。

20# 两篇Cell：剖析饥饿导致长寿是触发了什么分子开关

Two Conserved Histone Demethylases Regulate Mitochondrial Stress-Induced Longevity

Mitochondrial Stress Induces Chromatin Reorganization to Promote Longevity and UPRmt

2016年4月28日，在线发表于Cell杂志上的两项研究中，来自美国加州大学伯克利分校和瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员证实，新发现的增加线虫寿命和提高其健康的遗传开关也与哺乳动物的寿命增加相关。这些研究进展为开发出启动这些遗传开关的药物，从而提高人类代谢功能和寿命带来了希望。

21# JAMA：想要长寿？多赚点钱吧！

The Association Between Income and Life Expectancy in the United States, 2001-2014

2016年4月26日，发表在Journal of the American Medical Association上的一项论文中，来自斯坦福大学的研究人员通过研究发现，美国人居住的地方和所赚钱的多少会明显影响个体的平均寿命。此外，相比居住位置而言，收入是一个更加重要的因素。

22# Cell Reports：新型长寿药，延长果蝇寿命16%

Lithium Promotes Longevity through GSK3/NRF2-Dependent Hormesis

2016年4月7日，在线发表于Cell Reports上的一项研究表明，当给予低剂量的情绪稳定剂锂时，果蝇的寿命会延长16%。此外，科学家们还鉴定出了锂抗衰老作用相关的靶点——一种称作为糖原合酶激酶3（glycogen synthase kinase-3，GSK-3）的分子。锂通过阻断GSK-3，激活另一种称作为NRF-2的分子发挥抗衰老的作用。

23# The FASEB Journal：衰老开始于出生前

Divergence of mechanistic pathways mediating cardiovascular aging and developmental programming of cardiovascular disease

2016年3月1日，发表在The FASEB Journal上的一项研究中，以剑桥大学研究人员为首的一个国际研究小组表明，衰老的过程，甚至开始于我们出生之前。在一项使用大鼠模拟妊娠和胎儿发育的研究中，研究人员还发现，母鼠在怀孕期间服用抗氧化剂，意味着它们的后代在成年期衰老的更为缓慢。

24# Nature：清除衰老细胞可以有效延长小鼠寿命

Naturally occurring p16Ink4a-positive cells shorten healthy lifespan

2016年2月3日，发表在Nature上的一项研究中，来自美国梅奥诊所的科学家们证实了衰老细胞—不再发生细胞分裂且随着年龄增加而不断堆积的细胞—对健康产生负面影响：能够让正常小鼠的寿命缩短最多35%。研究还证实，清除衰老细胞会延迟肿瘤形成、保持组织和器官功能，以及延长寿命，同时并没有观察到副作用。

25# 两篇《PLos One》互撕，多生育到底加速衰老还是减缓衰老？

Number of Children and Telomere Length in Women: A Prospective, Longitudinal Evaluation

Evidence for the Cost of Reproduction in Humans: High Lifetime Reproductive Effort Is Associated with Greater Oxidative Stress in Post-Menopausal Women

2016年1月，PLos One刊出两篇关于生育影响衰老速度的文章，然而这两篇文章的结论却截然相反。1月5日发表的文章表明，高妊娠（产生较高数量的后代）的女性表现出更长的端粒，从而研究人员得出多生育可减缓衰老的结论。1月13日发表的文章则表示高妊娠的女性（多次怀孕、多次生育、花更多的时间进行哺乳的女性）加速衰老的生物标志物水平比低妊娠的女性更高。

有一点我们必须承认：经过几百年的探索，至今人类仍未发明长生不老药。

也许你会好奇，抗衰老产品有着巨大的市场需求，为何至今尚没有临床有效的产品开发成功？答案很简单——衰老的机制实在是太过复杂。退化过程跟几千个基因相关。无论我们做什么，禁食，运动，经历慢性压力，吸烟，我们现在选择的种种生活方式都会对DNA产生好或者坏的影响。事实上，每当科学家探索新的生物学研究领域，比如表观遗传性，微小RNA，微生物组，都会发现新的与衰老相关的科学机理。更有甚者，抗衰老研究实验复杂（通常经历数十年的人体试验研究），耗资巨大（一个抗衰老药物的临床试验花费高达数万亿资金），无怪乎至今尚无令人满意的成果面世。

但未来依旧充满希望。研究人员正在研发能够逆转衰老细胞的方法，一些上市药物被重作为抗衰老药物进行研究和开发。资金雄厚的大玩家们，包括Google和Craig Venter也雄心勃勃地加入抗衰老大战，试图采用基因组学，大数据和机器学习等强大的武器，对抗人类最古老的敌人——衰老。

“科学狂人”Craig Venter博士是抗衰老领域的知名人物（图片来源：J. Craig Venter Institute）

诚然，过去几个世纪，医学的进步使得人类寿命延长了一倍，但这都是通过治疗跟老龄相关的疾病（如癌症和心脏病）而实现的寿命延长，并不是在分子和细胞基础上根本延缓衰老的过程。随着老龄化趋势带来的社会压力，发明出科学有效的抗衰老方法，在之后的几十年里将显得尤为重要。

我们为何会变老？

衰老令人难以理解。自然界几十亿年演化出的身体，为何会迎来衰老和死亡？整个20世纪，科学家都试图发现衰老的秘密。

衰老是人类永恒的主题（图片来源：Pinterest）

目前普遍接受的衰老理论是20世纪50年代提出的拮抗性多效（antagonistic pleiotrophy)理论，即认为衰老是由于在繁殖阶段提供帮助的特性会在生命后期产生有害作用。举个例子，年轻人血液中的钙有助于伤口恢复，而60岁老人血液中的钙则会沉积在动脉中，引起阻塞和硬化。

在20世纪90年代，研究者看到了延长寿命的希望——他们在蠕虫体内发现单个基因突变可以双倍，三倍甚至更久地延长蠕虫的寿命。随后在果蝇、老鼠和其他生物中也验证了类似的发现。

“人能活到1000岁”是Aubrey de Grey博士的著名观点（图片来源：TED）

单个基因突变产生的巨大效果令业界兴奋。科学家企图通过靶向基因编码的蛋白来研发抗衰老的药物。通过深入研究这些基因，科学家们发现它们与许多生物学功能相关，从微观的细胞核，线粒体到宏观的生理机能和代谢。一些人仍然认为长寿是可行的。2005年Aubrey de Grey博士在TED演讲和其他场合都声称，只要有足够的经费进行研究，人类活到1000岁不是梦。

不是延长寿命，而要让寿命以健康的方式延长

单纯延长人类寿命，有时会引起某些争议，比如人口负担增加。但是如果换一个说法，比如说让你老了不受阿兹海默病的困扰，几乎没有人会质疑。由于年龄是导致很多疾病的头号风险因素，科学家现在已经把抗衰老的目标定为使人拥有更长的健康时间，避免疾病的困扰，而不单单是寿命的延长。

这也是更科学的愿景。目前我们还不敢说可以延长人类寿命，但是延长生命健康时间则靠谱多了。

过去20年间科学家已经发现了一系列衰老基因，一个名为GenAge的数据库收录了1000多个这样的基因。目前该领域的科学家正在研究这些基因的复杂功能。

端粒是影响衰老的诸多因素之一（图片来源：斯坦福大学）

比如，大多数衰老基因跟代谢相关。许多人体和动物实验研究已证实运动和控制能量摄入可以使人长寿，还能降低老年疾病的发生。衰老基因还会影响荷尔蒙信号，就像干细胞一样可以调节组织和血液新生。衰老基因还会影响细胞线粒体的功能，跟能量生成有关。更为人熟知的还有端粒，作为染色体末端的一段DNA序列，它的缩短跟衰老密切相关。

虽然人们已经知道这些衰老基因的原理，但是坚持节食和运动并不是一件易事。因此科学家正在努力探索跟衰老基因相关的信号通路，期望找到靶向药物，达到抗衰老的目的。

目前，许多在研药物在实验室的细胞或动物研究模型中均显示出积极的抗衰老效果。但是研究模型的成功距离开发出临床有效的产品仍有很大差距。

抗衰老研究面临的一个重要问题是：需要找到使机体维持健康状态的点。端粒长度就是一个例子。一开始科学研究发现端粒变短跟衰老和老年疾病相关，于是科学家便试图找到一种方法，通过使端粒酶活化让端粒增长。然而随着研究的深入，又发现了新的问题：端粒太长容易使细胞产生癌变。其他关于衰老的生物学研究也同样遭遇这样的阿克琉斯之踵：追求永生的代价就是癌症。

我们越是接近衰老的机制，它就显现得越为复杂。

吹散衰老的迷雾

“我们并未从根本上了解衰老的分子基础，而是只能调节衰老的后果，”麦吉尔大学（McGill University）的Siegfried Hekimi教授说道：“我们真的不知道是什么启动了这一过程。”不过，他和许多同行认为，衰老的发生是由基因组损伤引起的。随着时间推移，我们的端粒不断被侵蚀，我们的DNA更加暴露于诱变物质之下，造成难以被修复的变异。同时，病毒DNA整合进入基因组且不停地转座，造成进一步损害。伦敦大学学院（University College London）的Linda Partridge教授说道：“这时，甚至DNA被装入染色体的过程也开始变得紊乱。”

英国皇家学会成员Linda Partridge教授认为衰老是一个非常复杂的过程（图片来源：BBSRC）

“总体来说，基因组里几乎乱成一锅粥，然后影响细胞中的生理过程，”Partridge教授说：“细胞间还会相互交流。例如，老化的细胞会把自身当下状态的信息传给周围的细胞。这是一系列非常复杂的过程，与其他许多并行的过程互动。“

衰老研究中的一个最有前途的方向就是理解衰老细胞。就像广义的衰老现象一样，衰老细胞会发生变化，以造福年轻、增殖的细胞，尽管它们本身变得越来越成为问题。

“当你年轻时，衰老细胞如果有癌变的风险，便会被重编程以停止分裂，”巴克研究所（Buck Institute）的Judith Campisi 教授说。Campisi 教授发现了衰老细胞的第一个生物标志物，即高水平的β-半乳糖苷酶。不仅如此，年轻个体中的衰老细胞也会分泌多种信号，以刺激再生和修复过程。

Judith Campisi 教授是抗衰老领域的先驱者之一（图片来源：Healthspan Campaign）

然而，随着时间的推移，越来越多的细胞转向衰老，这些分泌出的信号分子不再积极影响相邻细胞，而是开始引起炎症。衰老细胞群体产生高水平的上述信号分子，促使正常的细胞走向衰老，甚至可引起多种衰老相关病变，包括心脏病和某些癌症。

“问题是，我们可以对衰老细胞做些什么？“Campisi教授问道。因为它们能帮助我们免于癌症，“所以我们当然不想消灭他们，”她说道：“但也不想让它们在老年时不断积累。”

鹿特丹伊拉斯姆斯（Erasmus University）大学的Peter L. J. de Keizer博士指出，最近在衰老研究领域有一股“淘金热”，就是寻找能靶向衰老细胞、可以定期在老年人体内使衰老细胞失活的药物。Keizer一直在寻找能够穿透细胞的肽类物质，以杀伤衰老细胞。其他研究者则将目光转向了膳食黄酮醇、干扰RNA和癌症药物达沙替尼（dasatinib）等。

初创公司也加入了这一研究行列。例如，Campisi教授参与组建了一家公司Unity Biotechnology，旨在开发清除肾、眼、动脉、关节中衰老细胞的疗法，目前正在测试一种之前在癌症临床中用过的药物ABT-263。Weizmann研究所的科学家走了一条类似的道路，正使用一种与前者类似的“姊妹化合物”ABT-737。在2016年，他们发现ABT-737可以在小鼠中杀死和清除衰老的皮肤细胞，并促进毛囊干细胞的增殖。如果能在人体内促进毛发再生，这一药物将具有重要的价值。

“如果化学家能拿出可以杀死人类衰老细胞的药物，这将给现代医学带来一场革命，”Campisi教授说：“人类不再需要为了降血压、改善肾脏功能、治疗青光眼和心脏病去分别服药，而是只需服用一种药丸，会可应对多种与衰老相关的问题。这样的药物不太可能需要每天服用，只是要在已有足够多的衰老细胞累积时摄入。”

其他研究者正在考虑不同的靶向衰老细胞的策略。一些人想对衰老细胞重新编程，以使其回到更年轻的状态，而未必需要杀死和清除它们，比如可以考虑消除衰老细胞的标记物。Salk研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授就在研究这一想法，通过借用将成熟细胞，如皮肤细胞，重编程变为多能干细胞的思路。

小鼠的多项生理指标都出现了“返老还童”（图片来源：《细胞》）

在最近的一篇发表于《细胞》的论文中，Belmonte教授和同事们宣布，他们通过暂时激活四个已知的促进干细胞多能性的基因，已经成功地重编程了小鼠中的衰老细胞。这四个基因可重塑细胞的表观遗传标记，去除细胞水平的衰老迹象。经过处理的小鼠恢复了肌肉、胰腺、脾和皮肤的年轻状态，他们的寿命也变得更长。

“我们现在正在努力开发新的方法，通过使用化合物的组合，以实现细胞再生，而不是以侵入性的手段改变基因，”Belmonte表示：“我们认为，这种方法可能在10年内进入人体临床试验。”

地平线上的临床试验

可以说，抗衰老治疗开发的前进道路目前尚不明朗。

“最重要的挑战之一，就是衰老没有被FDA正式认为是一种疾病，使得测试某种药物是否能直接延长人类寿命的研究，成为一个极其漫长而昂贵的过程，”巴克研究所的Brian K. Kennedy和Juniper K. Pennypacker教授在2015年的一篇评论中如此写道。

一项抗衰老疗法的临床试验可能花费数万亿美元，这会使投资者们望而却步。然而，Kennedy教授认为，抗衰老研究进入临床阶段至关重要。他和其他一些同行怀疑，长期安全性已确立的潜在抗衰老药物可能已经在药房的货架上。事实上，一个由艾尔伯特爱因斯坦医学院（Albert Einstein College of Medicine）Nir Barzilai博士等领导的知名度较高的研究项目，就是要测试一种已被长期使用的糖尿病药物抗衰老效果。

二甲双胍是潜在的抗衰老药物吗？（图片来源：《C&EN》）

自二十世纪五十年代以来，二甲双胍一直被用于预防2型糖尿病，因为它能减少肝脏的葡萄糖产生，并提高胰岛素敏感性。卡迪夫大学（Cardiff University）的Craig Currie教授等长期研究这一药物的作用，并在2014年曾报告，使用二甲双胍的2型糖尿病患者比相似身体状况但没有糖尿病、因此没有服用药物的对照组活得更久。换句话说，糖尿病患者可以比没有患病的个体更长寿，只要服用二甲双胍。 Currie教授和他人的一些研究提供了激动人心的证据，即二甲双胍可以防止基本的衰老过程，而不仅仅是2型糖尿病。

“有人想知道，很多用于治疗早期慢性疾病的药物，能够产生疗效的原因中至少部分是因为它们应对了最大的致病风险因素，即衰老本身，”Kennedy教授对此这样评论。

Kennedy教授等研究者同时还把他们的目光聚焦于另一个已有的药物——雷帕霉素（rapamycin），认为其可能具有抗衰老的能力。雷帕霉素最初是在20世纪80年代在复活节岛上的土壤细菌中被发现。之后，其类似物被用作器官移植期间的免疫抑制剂，以及抗癌药物。多年来，人们也已经知道，雷帕霉素可延长小鼠的寿命。

雷帕霉素是另一种有望延缓衰老的现有药物（图片来源：《C&EN》）

几年前，诺华的科学家将这一研究提高到了一个新的水平。他们测试了雷帕霉素类似物RAD001是否可以影响人体的衰老过程。在2014年的一项研究中，RAD001被发现可使老年个体的免疫系统变得年轻化。

这项工作是基于许多老年人共同面临的一个问题：他们不再能对流感疫苗响应。随着年龄渐长，我们的免疫系统变得不再那么容易被训练以识别新的病原体。基于先前小鼠实验的结果，诺华团队让参与临床试验的老年人服用这一雷帕霉素类似物长达六周。之后，他们等了两个星期，让受试者体内的药物在注射流感疫苗之前被清除。结果显示，受试者对疫苗的反应得到显著改善，其体内产生了明显更多的流感抗体。

这项工作进一步激发了人们对雷帕霉素的靶标蛋白mTOR激酶的研究。这种激酶在多种信号通路中起作用，这促使药物化学家试图设计多种不同的雷帕霉素类似物，以专门应对某些特定的情形。mTOR激酶不仅调控免疫系统，也可抑制衰老细胞分泌一系列的“问题”信号分子。研究人员还发现，mTOR还可对能量代谢带来积极影响。

走向个体化抗衰老治疗

mTOR靶向药物会成为重磅的抗衰老疗法吗？雷帕霉素及其类似物会让我们更加健康长寿吗？

Campisi教授表示：“没有什么疗法会适合每个人。没有疫苗能像根除天花那样，根除衰老的问题。”原因就在于，我们之间都各有不同。

“衰老很可能只能用个体化的方式进行治疗，”De Magalhaes博士说道：“我可能有患阿兹海默病的风险，但是患癌的可能性也许就小得多。也许有一种药物，能保护我免患阿兹海默病，但同时也会轻微地增加我的患癌风险。”

这就是大数据可以发挥作用的地方。Craig Venter最新创立的Human Longevity正是着眼于此。公司计划每年对40000人的基因组进行测序，并从这些大数据找到人类健康的关键，其中就包括衰老的问题。

Human Longevity希望整合多种方法，延长人类的寿命（图片来源：21st Century Tech Blog）

去年，公司公布了其最先完成的10000个人类个体基因组的深度测序结果。在该报告中，公司表示已经确定了超过1.5亿种变异型，其中大多数为罕见或未知，以及高度稳定的遗传位点，后者很可能对生命健康十分重要。

这些数据会使那些开发机器学习工具和其他计算方法的人感到十分兴奋。随着衰老相关数据量的积累，使用机器学习的研究人员将会有更多的工作去做，会有更多的新发现。

到目前为止，衰老研究领域的机器学习分析已经得出了多种预测，例如发现了更多能够延长寿命的蛋白质。另一方面，用机器学习方法研究衰老不只是学术界在做。谷歌（Google）也已经进入了这一行列，其在2013年启动了Calico公司，目标就是利用先进的科技，以增加我们对控制寿命的生物学机制的理解。

Calico是另一家正在挑战衰老的公司（图片来源：Calico官方网站）

为此，谷歌一直在和全美各地的学术机构建立合作关系，如哈佛大学Broad研究所、麻省理工学院、巴克研究所和德州大学西南医学中心，同时也与其他公司达成合作，包括QB3和一项与艾伯维（AbbVie）15亿美元的共同投资。

关于Calico的研究计划，目前只有几个细节被披露。公司的网站提到了机器学习，并已聘请这一人工智能领域方面的专家。公司也计划使用较不常规的动物模型进行实验室研究，如裸鼹鼠，后者丑陋外形与超长的寿命和抗癌的特性一样令人印象深刻。

拥有大数据和巨额资金的大型机构的加入，使得人们相信，一个综合性的衰老理论或可最终得出。那样固然很好，但不用为此屏住呼吸。“二十年前，我想，是的，我们会找到一个囊括一切衰老问题的理论，”De Magalhaes说到：“现在，我改变了想法。”然而，这并没有让他和其他同行对找到抗衰老疗法的前景感到悲观。

“我们在对此进行干预之前到底需要了解多少？”Partridge教授问道。许多这一领域的专家认为，不存在综合性的癌症理论，但人们确实已经开发出了拯救生命的癌症疗法。“我会鼓励同行们努力工作，以进行与健康长寿相关的有用发现，”Partridge教授说道：“我们需要一些大的医学进展。因为到目前为止，在开发可用于人类的疗法方面尚无大的突破。”

同时，Partridge教授坚持锻炼，作为她自己抗衰老疗法。“当人们问我如何保持年轻时，我会回答，锻炼、不抽烟、多吃蔬菜。”随后，她开起了玩笑：“当然，你还要明智地选择你的祖父母。”

参考资料：

[1] Can we hit the snooze button on aging?

[2] 文中各大研究机构官网

大脑中的干细胞可能是延长寿命和减缓衰老的关键。根据今日最新发表在Nature上的一项题为”Hypothalamic stem cells control ageing speed partly through exosomal miRNAs”的研究显示，位于下丘脑（主要功能为分泌激素和其它信号分子）的干细胞，具有再次活化中年小鼠衰退的脑功能和肌肉力量的作用。

注射新生鼠脑部干细胞，衰老减慢

既往的研究表明，下丘脑与衰老有关。我们都知道，下丘脑对生长发育、生殖代谢具有重要的调节作用。在2013年的Nature杂志上，爱因斯坦医学院的研究人员惊讶的发现，下丘脑对人体的衰老进程也有着调控作用。现在，科学家已经确定下丘脑中控制衰老的细胞，是很少一部分可以形成脑神经元的成熟神经干细胞。

最新发布的这项研究证明了下丘脑的干细胞能减缓衰老过程。爱因斯坦医学院神经内分泌教授蔡东升谈到：“这很容易理解，因为下丘脑本身就参与许多身体机能的调节，如炎症和食欲。我们的研究表明，下丘脑神经干细胞的数量在动物的生命周期内是一直在自然下降的，而这种下降加速了衰老的进程。但是我们也发现这种损失的影响并不是不可逆转的，通过补充这些干细胞或它们产生的分子，可以减缓甚至逆转全身各个方面的老化。”

爱因斯坦医学院神经内分泌教授蔡东升

根据蔡东升教授的研究，随着老鼠年龄的增长，下丘脑的干细胞逐渐消失。当研究员往小鼠体内注射毒素破坏这些细胞的时候，他们观察到小鼠衰老的过程加快，出现记忆力下降、肌肉力量衰退、耐力和协调性下滑的现象。同时，这些小鼠比未经处理的同龄小鼠更早死亡。

在接下来的研究中，研究人员将新生小鼠下丘脑的干细胞注入中年小鼠的大脑。四个月后，这些小鼠与未经处理的同龄小鼠相比，明显具有较强的认知力和肌肉功能。平均而言，这些小鼠的寿命延长了10%。

在下丘脑内植入特殊的神经干细胞后（红色），小鼠的寿命得到了延长

研究人员发现这些干细胞能分泌一种被称为microRNA的分子，调节脑脊液中的基因表达。当研究人员将这些microRNA注入中年小鼠的大脑时，他们发现这些分子能减缓认知衰退和肌肉退化的速度。

同样长期致力于抗衰老研究的MIT分子生物学家Leonard Guarente认为，这是一篇非常有趣的论文，这项研究可能带来多种抗衰老疗法。Guarente认为，虽然现在尚不清楚这种疗法可以延长人多长时间的寿命，但这种疗法能缓解人衰老的影响因素，从这一点来讲就意义重大。

另一位致力于抗衰老研究的Shin-ichiro Imai表示，这项研究的结果代表这个领域实现了巨大的突破，接下来要做的是将这些干细胞与其他抗衰老生理机制联系起来。例如，这些干细胞可能对神经元释放激素GnRH（下丘脑分泌且与衰老相关）具有重要的调节作用。此外，Imai还想知道的是干细胞的microRNA能否通过血液分布于整个人体。

蔡东升教授强调，鉴于最新的结果表明下丘脑通过激素和microRNA这些信号肽控制衰老，所以我们认为干细胞疗法可能是通过增强下丘脑“调控总指挥”功能从而发挥作用。他表示，目前他的团队正在努力的从其中上千种microRNA中寻找真正影响衰老的microRNA分子，并希望探明除人以外的灵长类动物中是否存在有类似的机制。

蔡东升教授认为，针对下丘脑的抗衰老疗法应在中年人的肌肉和新陈代谢退化到不可逆转之前进行。

参考资料：

Nature 547, 389 (27 July 2017) doi:10.1038/547389a

炎热的夏天是否让你特别想来几杯冷饮降降温？我们的身体能对环境温度作出响应，这依赖于大脑中一个能调节体温的脑区——下丘脑。但是，近日发表在Nature上的一项重磅研究揭示了下丘脑的另一个重要功能——调控衰老速度。这项在小鼠中进行的新研究表明，随着年龄增长，下丘脑内的干细胞会逐渐死亡，这一过程促进了衰老并加速身体和心智衰退。

下丘脑隐藏在大脑深部，它监测并维持我们的血液浓度，体温和其他生理变量。此前的研究表明，下丘脑在衰老过程中也扮演着重要角色，当我们衰老时，下丘脑的炎症逐渐增强。4年前，爱因斯坦医学院的蔡东升教授与其团队发表在Nature上的一项研究发现，抑制下丘脑炎症能延缓机体衰退并延长小鼠寿命。

下丘脑是一个位于大脑深部的控制中心，它调节着睡眠、饥饿、生长发育、体温、代谢等一系列机体活动。图片来源：Science

下丘脑干细胞与衰老有关

在这项新研究中，蔡教授和同事们将焦点放在下丘脑干细胞上，这些干细胞在年轻动物中分化并代替死亡和损伤的细胞。他们发现，在小鼠10个月大时（此时常见的衰老迹象尚未出现），下丘脑中的干细胞数量逐渐下降，到小鼠老年（2岁）时这些细胞几乎消失殆尽。

随着年龄增长，神经干细胞逐渐消失。（Sox2和Bmi1等神经干细胞的标志性分子水平逐渐下降）图片来源：Nature

为了确认下丘脑干细胞损失是否促进了衰老，研究人员试图加速这一过程。他们构建了基因工程小鼠，使其在注射病毒药物之后下丘脑干细胞能迅速死亡。结果发现，破坏下丘脑干细胞的小鼠衰老更快，寿命缩短。它们的记忆力，协调能力和耐力也遭受影响。这些小鼠的行为老态龙钟，比起年轻小鼠，它们的社交和好奇心更少。例如，当研究人员将一个新物体放入笼子中时，对照组小鼠探索物体所花费的时间大约是基因工程小鼠的两倍。

注入年轻下丘脑干细胞延长寿命

然后，研究人员试图通过将新生小鼠下丘脑干细胞注入中年小鼠的下丘脑来扭转这种衰退。与注射其他类型脑细胞的小鼠相比，注射干细胞的小鼠具有更好的认知和肌肉功能，寿命延长了10％。

移植神经干细胞能延长小鼠寿命。图片来源：Nature

研究人员起初认为，干细胞的损失导致器官和组织逐渐耗竭，因为没有干细胞来填补损失。但是，由于注射到小鼠中的干细胞很快产生了益处，所以蔡教授和同事认为这一过程背后可能存在一个更加快速的机制。

神经干细胞分泌的microRNAs延缓衰老

他们的猜测最终落在被干细胞分泌的microRNAs上。这些microRNAs将信息传递给其他细胞，调节蛋白质生产。研究人员发现，来自下丘脑的干细胞释放大量的microRNAs，这些microRNAs被包裹在泌体中。他们还发现，将从年轻下丘脑干细胞培养物中分离出的富含microRNAs外泌体注射到小鼠中可以延缓动物的身体和认知功能衰退，其效果几乎与注射干细胞相当。

给16个月大的小鼠下丘脑注射外泌体（深蓝色），改善了小鼠的多项生理机能。图片来源：Nature

这些microRNAs究竟如何影响衰老进程呢？蔡教授表示，这些分子能够刺激其他细胞来抑制炎症或应激反应，但是还不清楚它们具体如何工作。microRNAs产生效应的位置也是一个谜团。它们可能作用于脑和脊髓中的一些细胞，但也有可能进入血液刺激身体其他部位的细胞。蔡教授的团队正在努力鉴定产生的这上千种microRNAs中哪些与衰老相关，并希望在非人灵长类动物中观察是否存在类似的机制。

蔡东升教授。图片来源：爱因斯坦医学院

麻省理工学院分子生物学家Leonard Guarente认为这是一项十分有趣的研究。或许能促进开发抗衰老疗法。蔡教授推测，针对下丘脑的抗衰老疗法需要于中年时期，在人的肌肉和新陈代谢退化无法逆转之前进行。目前还不清楚这种治疗可以在多大程度上延长人类寿命，但Leonard认为，减缓衰老所带来的负面影响是更重要的目标。“如果不健康，活得再长也没用。”