科技日報實習記者于紫月
衰老,是一個不可逆的自然過程。科技迅猛發展的今天,越來越多的學者加入到這個人類永恒課題當中,在尋找有效抗衰的路上汲汲求索。
“5G技術讓我們從信息互通發展到萬物互聯,人工智能讓我們認識與解決復雜問題的能力得到飛躍,而干細胞技術的突破則讓我們重新定義人類健康年齡,為解決重大疾病提供新策略方案。”12月18日,在2019第二屆(北京)國際生物醫學健康年會暨首屆跨國生命醫學界院士論壇上,歐洲科學、藝術與人文學院院士,第四屆國際衰老和疾病協會主席趙春華的話里話外皆透露著對干細胞技術治未病抵御衰老的倚重。
大會現場 于紫月攝
機體衰老的機理是什么?干細胞技術如何抗衰?目前學界有哪些研究或突破?利用干細胞抵抗衰老還面臨著哪些挑戰?
衰老增加疾病易感性
2019年9月,中國老年學與老年醫學學會抗衰老分會主任委員何琪楊等人發布的《中國衰老與抗衰老專家共識(2019)》指出,衰老是個體走向自然死亡的必經步驟,其生物學意義是為新個體留下生長和生活條件,以保持物種在地球上的生存和延續。人體衰老可表現為皮膚皺褶、頭發花白、行動遲緩、相關激素分泌失調、記憶功能減退以及多種組織器官的退行性變化等現象。
衰老是一個長達數十年的漫長過程,這一過程中,很多因素都可能與之存有千絲萬縷的關系,發生“蝴蝶效應”,最終指向衰老。因此,抗衰老的相關研究無疑是長時間、多不可控因素影響的難題。正如美國北達科他大學醫學與健康科學學院生物醫學專業教授、美國抗衰老協會前主席霍莉·布朗伯格在大會上指出,抗衰老對于那些有遠見且對科學和研究的真正進展了解甚廣的人來說,意義重大。
中國工程院院士、解放軍總醫院腎病專科醫院院長陳香美在大會上表示,衰老是一種特殊的疾病狀態,衰老對于疾病的易感性增高。
以心血管疾病為例,有研究指出,衰老是心血管疾病的主要風險因子, 高血壓病、冠心病、心功能不全、腦卒中等心血管疾病發生率隨增齡急劇上升。老人心血管疾病風險的增加是增齡與疾病相互作用的結果。由此可見,血管衰老的進程改變了心血管疾病發生的閾值、嚴重程度和預后。
機體衰老往往是人體器官和組織衰老的整體表現,而衰老細胞則是衰老的基本結構單元。記者了解到,衰老的細胞往往代謝紊亂、原本具有的增殖和分化能力逐漸降低,甚至會停止增殖。這些“老態龍鐘”的細胞還會通過分泌一些特定的細胞因子,如炎癥因子等,破壞細胞的微環境,影響周邊的正常細胞行使功能。
既然衰老讓人更容易患病,而衰老細胞又是人體器官和組織衰老的基本結構單元,因此,很多學者在細胞層面投注目光。
干細胞讓機體重煥青春
如果說衰老細胞像是夕陽,那么具有再生和分化能力的干細胞就像是一顆冉冉東升的朝陽,能讓機體再煥活力。
干細胞抗衰研究應運而生。
人體中活躍著200余種細胞,而干細胞指的并非某一類或一種細胞,而是能夠分為復制更新維持自我存在,并同時具有增殖、分化成子代(功能)細胞潛能的細胞的總稱。
早在21世紀來臨之際,干細胞抗衰老便成為了《Science》雜志評選出的1999年度10大科學進展之一。
“在我國傳統醫學中,預防為先、上醫治未病是延緩身體衰老、患大病、患重病的一個重要策略。”趙春華告訴科技日報記者,這一方案實施的核心為以干細胞治未病為關鍵、中西醫結合綜合辯證論治的醫療體系建立。
歐洲科學、藝術與人文學院院士趙春華 受訪者供圖
系列研究表示,干細胞能夠多向分化為組織細胞, 替代衰老死亡的細胞。此外,干細胞還具有強大的分泌功能, 分泌一些生長因子、細胞因子,調節提升機體的整體活力,例如促進血管生成及細胞增殖分化、抑制炎癥反應等。
如果按分化潛能分類,干細胞可分為胚胎全能干細胞、亞全能干細胞、多能干細胞、單能干細胞等。
趙春華團隊則在國際上率先提出了“亞全能干細胞學說”理論,認為在成體干細胞中存在一個干細胞亞群,即亞全能干細胞,該細胞亞群具有近乎全能分化的能力。它們在胚胎發育成熟后逐漸失去部分原始干細胞表型, 但在胚胎發育為成體后仍具有亞全能基因組。如果在適當的微環境下激活此類組織特異性基因,就能夠使細胞分化,且會隨各自所處的微環境不同而向不同的組織分化。如果通過移植該類細胞給受者,可使其參與受損組織的再生與修復,為糖尿病、惡性血液病、器官損傷等多種嚴重疾病拓展新的治療途徑。自體移植還能顯著降低移植排斥反應。
亞全能干細胞之外,來源廣、同樣不涉及倫理問題的多能干細胞在抗衰老領域也備受關注。多能干細胞具有分化出多種細胞組織的潛能,大量研究佐證了利用真皮多能干細胞、間充質干細胞等多能干細胞抗衰老的可行性。
例如,有學者研究發現,真皮多能干細胞可通過提高I型膠原蛋白水平、增加皮膚厚度防止皮膚老化, 并可與真皮干細胞共同作用增加皮膚前體細胞的數量及表皮再生能力。間充質干細胞則在全身和腎臟水平都發揮著有益作用,如抑制凋亡和氧化應激、抑制炎癥、抗纖維化以及促使血管新生等。
全球合作乃大勢所趨
干細胞抗衰的征程光明可見,但路途中依然還存在著許多荊棘。
在陳香美看來,器官衰老的其中一個關鍵科學問題是衰老器官中的衰老細胞如何清除,損傷的組織如何再生和修復,如何動員內源性干細胞參與,以及解析外源性干細胞不在機體器官內定殖的情況下如何發揮功能。
以主要的抗衰老外源干細胞之一——間充質干細胞為例,其療法也仍有未知因素。陳香美表示,目前學界對于間充質干細胞在體內的機制的了解仍然有限,阻礙了其臨床實施之路;還需進一步明確環境因素如何改變間充質干細胞的表型和功能;需精心設計間充質干細胞給藥的劑量、途徑和時間等;如何適當使用同步免疫抑制療法等。
還有很多科學問題和實踐經驗等待著研究人員一一解析、探索。但我國作為老齡化人口結構加速深化的第一人口大國,老齡化和衰老是現階段必須直面的全民健康問題、社會問題乃至政治經濟問題。與我國鄰接的日本、韓國等也都面臨這一難題。
“尋找抗衰老方案,需要依靠全球科學家的通力合作,依托各國規范化的技術服務。”趙春華說。
值得一提的是,聯合國教科文組織抗衰老與疾病執行委員會和國際生命醫學聯合研究院在此次大會上成立,來自16個全球生命科學和醫學研究發達國家和地區的杰出科研機構的科學家代表本國參與組建。
聯合國教科文組織抗衰老與疾病執行委員會成立儀式 受訪者供圖
聯合國教科文組織抗衰老與疾病執行委員會授牌儀式 受訪者供圖
作為抗衰老與疾病執行委員會的主席,趙春華表示:“我們將吸收全球生命醫學領域的杰出科學家,代表本國科研 機構參與該委員會,并依托一帶一路沿線國家開展健康互動,把各成員國的最新研究成果與技術推向全球。”
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