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有关衰老机制研究的新进展 尽管科学技术的发展日新月异，但人类对自身衰老机制的了解仍然知之甚少，甚至连衰老是何时何处在体内发生的都难以预知。众所周知，胚胎早期发育具有一定的程序性。然而，与这种程序性形成鲜明对比的是衰老过程的随机性和不可预测性。衰老机制甚至一度被认为是难以应用实验方法来研究的。最近，美、日专家开始探索应用分子生物学技术研究衰老问题，并取得了一系列可喜的成果。 首先，科学家们发现了一个特殊的小鼠突变种系，并将之命名为Klotho(克洛托是希腊神话中纺织生命之线的女神名字)。该种系的小鼠表现出一系列类似人类的早衰症状，如活动减少、生育能力丧失、骨质疏松、动脉硬化、皮肢萎缩等。针对Klotho突变鼠的分子生物学研究发现，上述表现型都是由于一条单基因的断裂所致，该基因被命名为Klotho基因，编码的是一个首次发现的胞外作用蛋白(即分泌蛋白，通过选择性RNA导肽引导、蛋白水解酶的切割及其他修饰而分泌到胞外)。显然，它与以前所发现的那些在细胞核内发挥作用而引起衰老的因子是截然不同的。进一步的研究表明Klotho基因的作用必需由一种循环体液因子参与的信号途径所介导。因为⑴尽管Klotho突变鼠表现为全身性衰老症状，但仅有有限的几个器官能够表达内源性的Klotho基因；⑵将正常的Klotho蛋白注入有限的几个器官中，就能有效地改善其全身性衰老症状。更进一步地说，有理由相信Klotho蛋白本身就是一种抗衰老体液因子。值得注意的是，Klotho突变鼠是首次建立的动物衰老模型，相信这一模型的出现能够开创人类衰老研究的一片新天地。 休 闲 居 编辑 其次，研究早已证实细胞水平的衰老(即细胞增殖能力的丧失)可归因于线性染色体两端端粒在每次复制时的磨损、缩短所导致。反之，在原核细胞中，依靠环状染色体结构和端粒酶的作用，每次复制后端粒并不缩短，反而有所延长，从而使细胞能够长久地保持旺盛的增殖能力。为什么生物在向高等进化的过程中会放弃具有旺盛增殖能力的环状染色体而不得不选择逐渐衰老的线性染色体呢？这个问题一直令人费解。最近，科学家提出了一种崭新的“代价假说”，认为高等生物从无性生殖进化到有性生殖，使得不同遗传背景的遗传物质得以融合，增添了变异机会，造就了复杂的身体结构，从而大大增强了对环境的适应能力。 然而付出的代价就是衰老。一项以醇母菌为对象的研究有力地证实了这一假说。研究发现，在有性生殖特有的减数分裂中，线性染色体的结构和端粒的存在起到了关键性作用。在减数分裂前期，所有端粒汇集于纺锤体极体(SPB)，然后在极体自发摆动的带动下，与之相连的染色休也开始摆动，从而使线性染色体完成正确的排列与配对，即染色体联合过程，得以实现生殖细胞的正常生殖。在实验中，如果人为地以环状染色体代替线性染色体，裂变的醇母菌交配时就不能产生正常芽孢，减数分裂过程被迫终止。从以上研究不难发现：线性染色体是生物进化过程中选择的一把双刃剑，一方面它使高等生物具备了有性生殖的能力，另一方面也使高等生物不得不面对衰老和死亡。 |