时间一刻不停的流逝,而我们的身体会将时间的流逝记录下来,并以衰老的形式进行展示。
然而,人体是一个高度复杂的有机体,有大量组织器官构成,而这些器官所表现出来的衰老速度却并不相同,甚至有些差异极大,这是为什么呢?对此,中国科学院上海营养与健康研究所李昕团队进行了相关研究,并将研究成果发表在了《自然·衰老》期刊上。原来我们的身体细胞存在着两套衰老记录方式,称为“双向分子时钟”,就是它造成了身体不同器官的异步衰老。
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人体是由细胞组成的,而在细胞内部有一个负责生产能量的细胞器,名为线粒体。
与其它细胞器不同,线粒体自身拥有一个小小的环状DNA,被称为“线粒体DNA”。与细胞核内的DNA不同,线粒体DNA缺乏结构上与之紧密结合的蛋白质,也就是说它没有强有力的保护,所以线粒体DNA损伤修复的效率是很低的,这使它成为了天然的时间流逝记录仪。研究发现,线粒体DNA的突变率可以达到细胞核DNA突变率的100倍,甚至是1000倍。可以说衰老的直接原因就是线粒体DNA的突变导致的。
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在研究过程中,李昕团队采用了罕见变异识别技术,该技术可以精准定位发生突变的线粒体DNA区域。
在对838名志愿者的47种不同身体组织进行高通量测序之后,终于绘制出了系统的人体组织特异性线粒体突变衰老图谱。该图谱显示人体的衰老并不是一个简单统一的过程,不同的人体器官分别遵循着两套不同的衰老方式,而这两套方式的本质就是细胞内线粒体两种截然不同的突变累积方式。
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我们身体内的器官大体可以分为两类,一类器官的细胞会持续更新换代,比如皮肤、消化道和肝脏。
在每一次细胞分裂的过程中,DNA都要进行复制,而具有高突变几率的线粒体DNA很容易产生复制错误。当然,出现复制错误的线粒体DNA只是整个器官组织细胞中的少数,但这种复制错误却会被保留下来,并在未来的分裂复制过程中不断累积。通过日积月累,复制错误导致的突变越来越多,最终就会导致功能障碍的发生,其外在表现就是衰老,同时它还有另一种更为激烈的表现形式,就是肿瘤。
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身体内的另一部分器官,发育成熟之后就不再依靠细胞分裂来进行自我维护了,其典型代表就是心脏、大脑以及肌肉,这一类器官通常被称为终末分化组织。
这些器官的衰老并不是突变不断累积的结果,而是发生在线粒体DNA中的一个特殊区域,即复制调控区域。复制调控区域是线粒体DNA的高耗能区域,由于组织器官长期的高强度运行所导致的压力,这些高耗能区域会出现代谢磨损,最终导致突变的发生。由于两类人体器官的突变累积方式完全不同,所以人的身体自然就存在两套衰老时钟。
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一直以来,我们都认为是氧自由基的氧化作用导致了损伤,从而驱动衰老的发生。
但研究显示,人体细胞对氧化损伤具有修复能力,它们并不会像线粒体DNA突变这样不断累积。既然现在明白了人体是由两套不同的衰老时钟作用的,想要延缓衰老就必须要采取两套完全不同的策略,就个体而言,因为生活习惯等诸多因素的不同,不同组织器官的衰老差异可能会进一步扩大,有人需要克服复制衰老,而有人则要更加留意代谢衰老。
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