“逆转衰老”有几分可能性?
DNA作为遗传信息的储存者,处在中心法则的起始环节,DNA的损伤和修复会直接影响细胞命运。其中,DNA损伤是DNA复制过程中发生的DNA核苷酸序列永久性改变,并导致遗传特征改变的现象。随着年龄的增长,细胞修复DNA的能力下降,从而导致损伤累积,最终从而导致细胞功能异常,修复能力不足,从而最终导致人体衰老直至死亡。
衰老究竟是什么?
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。从遗传的角度来看,DNA作为遗传信息的载体,深刻影响着细胞命运和个体的生老病死。其中,表观遗传学对生物衰老的作用尤其明显。
今年1月,哈佛大学医学院David Sinclair实验室的一项研究为这个问题提供了一个重要的解释视角。哈佛大学的研究人员认为,是DNA分子的随机断裂破坏了表观遗传修饰的稳定性,从而导致了生物的衰老。

具体来看,研究人员利用转基因技术在小鼠体内表达一个来自多头绒泡菌的核酸内切酶,它可以在小鼠基因组的20个特定位置上切割双链DNA,制造一个DNA断口。这种特殊的断口能够被及时修复,而不会引起DNA序列本身的变化,但却能够显著改变小鼠的表观遗传学特征,拨快了小鼠的表观遗传学时钟。
结果显示,这种特殊断口大大加快了小鼠各种生理指标的衰老过程,比如,体重下降,毛发变灰白,代谢率降低,驼背、骨密度降低,肌肉量和收缩能力下降,运动技能下降,认知功能受损等。
这项研究首次说明了扰乱生物的表观遗传学修饰本身就足以引发快速的衰老,给予科学家们一种全新的视角来理解衰老的发生。
逆转衰老的可能
虽然哈佛大学的研究人员证实表观基因组能加速小鼠的衰老,但同时,科学家也发现这一进程是可以逆转的。打个比方,如果电脑软件崩溃,只需要重新启动就可以解决;而如果硬件受损,那就很难使它重新正常运作了。细胞运行也是如此。如果是基因突变导致细胞衰老,那么这一进程是不可逆的。

而哈佛大学的研究人员认为,表观基因组的改变正是就像电脑软件的崩溃,换言之,衰老过程中细胞的“硬件”并未损坏,利用存储的基因副本,细胞可以重启工作进程。为了实现这一构想,他们先是破坏了年轻小鼠的表观基因组。结果,在几周内,年轻小鼠就表现出了许多年老的特征。随后,研究人员通过基因改变来使小鼠的表观基因组回归正常。
NAD+能修复DNA吗?
面对表观基因组回归正常的问题,除了基因编辑技术外,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)也获得了越来越多的关注。
NAD+可以作为底物通过Sirtuins参与DNA修复。就拿赛立复NAD+相关补充剂来说,它能够能激活长寿蛋白Sirtuin 1~7,Sirtuins是七种蛋白质的家族,在细胞健康中发挥作用。Sirtuins可以使组蛋白、一些转录因子和胞质内的蛋白去乙酰化,从而调控它们的功能,但Sirtuins仅在所有活细胞中的辅酶NAD+存在下才能发挥作用。
乙酰化是一种蛋白质的翻译后修饰,它可以影响蛋白质的催化活性、稳定性以及与其它蛋白质或染色质结合的能力。Sirtuins可以使组蛋白、一些转录因子和胞质内的蛋白去乙酰化,从而调控它们的功能,但Sirtuins仅在所有活细胞中的辅酶NAD+存在下才能发挥作用。
人们认为,与年龄相关的DNA修复能力下降会导致损伤积累增加,进而导致细胞衰老。Sirtuins对于DNA修复、控制炎症和抗氧化防御必不可少,这使其成为良好的抗衰老靶点。基于此,NAD+的水平将会成为修复DNA抗衰老的重要因素。这也为科学家们提供了更多关于衰老研究的视角。

就目前来说,我们都会衰老,都会死亡,但人们正在进行一场更广泛的抗衰老运动,声势与日俱增。可以确定的是,在科技与现代医学的深入下,衰老一定会被克服。或许,逆转衰老比我们想象的更近。