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《Cell》刊登的一篇关于“衰老标志物”中的缺陷

来源:学术堂 作者:姚老师
发布于:2014-08-04 共1916字
论文摘要

  当前万马奔腾的衰老研究领域充斥了各种各样的表象和理论。然而,由于衰老过程极其复杂,影响因素千变万化,又由于各个领域研究工作者的知识局限和专业偏见,衰老与抗衰老研究实际面临的是一个鱼龙混杂的混乱局面。

  2013年6月6日,国际生物医学领域的顶级杂志《Cell》刊登了一篇关于“衰老标志物(TheHallmarks of Aging)”的洋洋大观的综述。文中列举了目前哺乳动物的三类、九种衰老分子指标,并探讨了基于这些指标的抗衰老研究趋势和应用前景。

  该综述着重于迄今为止的分子生物学和遗传学证据,力图对人类及高等动物的衰老研究进行系统回顾和梳理。文章认为,衰老主要是一生中DNA损伤累积的结果,而DNA损伤累积也会引发癌症、早老症、糖尿病、心血管疾病和阿尔茨海默症等神经退行性疾病。

  我们认为,“衰老标志物”作为引领前沿的综述存在不少重大科学问题。在与数位国际著名老年学专家探讨后,我们立即向《Cell》杂志编辑部提出并发表了言辞恳切的评论文章,郑重地提出了该文中的三条重要缺陷。指出该文:①混淆了病理性衰老与生理性衰老的重大差别;②所列出的“衰老指标”有失偏颇,忽略了大量与蛋白质衰老相关的重要指标;③对于衰老本质缺少正确的和深刻的认识。

  大量的生命现象和实验事实提示,尽管少数低等动物的死亡显示出有一些神秘的“生命开关”在起作用,但衰老过程,尤其是高等动物在成年后的衰老过程已被清楚地认识到是一个受环境因素影响的缓慢渐进的损伤和防御相拮抗的过程。即使是无疾而终的老人,体内蛋白质的基本结构与年轻人的相比也早已面目全非了。

  考虑到衰老过程明显的生理特征,蛋白质的增龄性损伤和改变则显然比遗传物质的损伤和变构对于“真正衰老”作出了更多“实际的贡献”。例如,大量显而易见的和典型的生理性老化改变是生化副反应在细胞间质组织(如胶原等)上的积累,如皮肤、眼睛、血管、肺叶、肾小球基底膜等组织的交联硬化,进而造成缓慢的、逐渐的、有器官特异性的、由量变到质变的身体功能的下降。为了研究真正意义上的衰老过程,应该将注意力集中在健康状态下的种种生理性老化改变,而不是病理性变化。

  体内能自发发生并造成普遍损伤,且与衰老和疾病相关的生化反应主要包括以下两种类型:①自由基氧化损伤:氧化应激造成生物大分子生理和病理性损伤和修饰的累积是导致生物体病变和衰老的一类最常见的生化反应。②非酶糖基化修饰:这是与衰老相关的另一类极为重要的生化反应,与糖尿病造成的衰老和退行性疾病有关,这类反应因为无需生物酶(非酶)催化,所以可以自发进行。

  在自由基氧化、非酶糖基化这两大类最主要的与衰老相关的生化副反应的衬托下,羰基应激造成的积累性交联则似乎位于自发性无序化过程的核心位置。生命活动中种种自发产生的生化副反应往往造成各种各样的失修性损变,这里的失修性损变即为熵增的分子表现形式,例如蛋白质的共轭交联是放能过程而使生命体系熵增,带有随机性质的交联产物往往无法被常规蛋白质酶降解而逐渐蓄积。

  当日常生命活动的种种应激制造大量生化副反应产物时,氧化还原系统层层设防,免疫系统排除异己,凋亡细胞被识别吞噬,溶酶体和蛋白质小体展开积极的降解生化反应,遗传因子被高效地修复。这个生命维持“大合唱”甚至还包括了尚未查明的睡眠生化过程的种种保护作用,使得相关的损伤积累降到最低限度。积累越慢,衰老越慢;连续紧张,预支健康。失修性积累(熵增交联)一旦造成稳定的蛋白质损伤交联和变构修饰,生命体再作更新代谢则难乎其难。这就是我们在2005年提出的广义衰老学说的主要内容。

  我们的评论文章指出,我们2005年提出的对于衰老机制本质的解读不仅适用于人类和动物,而且也适用于其他各种生物类型。只有从衰老机制本质出发,才能获得对于衰老标志物的全面、正确的认识和研讨。

  我们的评论文章得到了美国著名衰老研究专家的积极认可和高度评价。《Cell》杂志也迅速把我们的评论在线予以发表。之后,《Cell》综述文章的作者尽管在回复讨论中辩称他们的综述对于细胞间质的衰老表征也有所涉及,但对于我们提出的脂褐素以及衰老机制本质的评论还是作了虚心的认可,并在回复中多次表示了诚挚的感谢。

  我们在《Cell》杂志发表的独树一帜的评论以及越来越成熟的广义衰老理论标志着中国生命科学专家在老年学和老年医学领域的领先地位。美国老年学权威Hayflick教授与Carnes教授热情洋溢地写道:“Your paper with Keji Chen is in a folder that I call“Classics”. I cite it in almost every paper I write and ithas become an important component of my own conceptualframework on aging.”——这段话的中文意思可大致翻译如下:“你与陈可冀的衰老本质文章被我归入“经典”之列,我几乎写每一篇相关文章都会将其引用,该文已经成为我衰老研究科学框架中的重要理论元素。”

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