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让细胞变得更强大一些

2014-09-10白石

科学24小时 2014年1期
关键词:细胞分裂癌细胞老化

白石

虽然细胞是自然界中效率很高的天然“机器”,但是这个机器并非“永动机”,它也有生老病死的历程。当我们体内的一些关键细胞出问题时,我们就会生病。如果这些关键细胞大批老化甚至死亡时,我们就不得不面临死亡的困扰。为了让人类能够活得更长寿一些,一些科学家正在想办法让细胞变得更强大一些,以此延缓细胞的老化和死亡。

细胞决定寿命

一个人究竟能活多久?从细胞的角度来分析,可以利用细胞分裂次数与周期来测算人类的寿命。科学研究发现,哺乳动物的寿命是其细胞分裂次数与细胞周期的乘积。细胞周期是可再生细胞从准备时期到分裂为两个细胞的一个循环阶段。细胞周期分为细胞间期和细胞分裂期,细胞间期较长,而细胞分裂期较短。细胞间期是为细胞分裂的准备时期,表现为细胞增大,营养物质增多。细胞分裂期则是由一个细胞分解为两个细胞的过程。人体细胞自胚胎开始分裂50次以上,细胞周期平均为2.4年,因此人类的自然寿命应为120岁左右。

然而,在我们的现实生活中,极少有人能够活足120岁。就连百岁老人都很稀罕,更别说120岁了。这是为什么呢?这是因为我们生活在一个“危机四伏”的环境里,不断有各种病原体、环境污染物、机械伤害、不良生活方式等在毒害着我们体内的细胞,让体内的细胞不断加速老化或死亡。比如,危害我们身体健康的头号敌人是癌细胞。但是,癌细胞原本是健康细胞,它们是在环境污染、有毒物质等因素的诱导下才“变坏”的。癌细胞的可怕之处还不仅仅在于它的“叛变”,而是它可以快速分裂,在几年甚至几个月的时间内就演变成一个大大的恶性肿瘤,最终影响正常器官的功能而夺去人们的性命。

改造细胞

从上面的分析我们可以发现,如果能够让细胞更强大一些,即使我们不能长生不老,也可以活得更长寿一些。甚至有不少科学家表示,通过改造细胞,人们不但可以轻轻松松地活到120岁的自然寿命,甚至可以超越自然寿命,通常的观点是人们有望活到150岁。英国剑桥大学的遗传学家奥布里·德格雷发表论文称,他找到了细胞“老化公式”。他相信,细胞老化过程有7个独立的因子,如果利用分子生物学、基因技术和纳米技术对这7个因子成功地进行干预,就可以阻止老化过程,从而使人类的寿命无限期延长。

美国爱达荷大学的研究人员史蒂芬·奥斯塔德也是人能活150岁观点的支持者。他认为,分子生物学和基因工程的进展将使人们不仅能修复衰老破损器官中的细胞,而且能进行基因的修补和替换,这为人类长寿奠定了内在基础。同时,人们的生活方式和健康概念的完善与改进,也有可能保证在外因方面推进人们的长寿。因此,人活150岁不成问题。

在修复衰老或损伤器官的过程中,干细胞的作用尤为关键。然而,人们在成年之后,体内干细胞的数量大大减少,功能也减弱。利用干细胞技术为人们合理“补充”干细胞,就可以再造多种正常的甚至更年轻的组织器官。这种再造组织器官的新医疗技术,将使任何人都能用上自己或他人的干细胞和干细胞衍生的新组织器官,来替代病变或衰老的组织器官。

除了“补充”干细胞外,利用药物也可以直接延缓细胞的衰老。美国科学家把两种在体细胞中发现的化学物质喂给老鼠吃,结果发现老鼠的大脑细胞变得“年轻强壮”了一些,它们不仅在解决问题和记忆测试中表现更佳,而且行动也更加轻松和充满活力。目前,英国科学家正在进行一项使用甲状腺素延长寿命的研究计划。他们通过先前的实验已经证明,新陈代谢率高的老鼠比较长寿。现在,他们希望借助甲状腺素增强新陈代谢,把对细胞组织有害的自由基清除出体内,以达到延长寿命的目的。

让细胞赛跑

科学家研究细胞的方法有时还挺有趣的。2011年12月,美国细胞生物学会举办了首届细胞运动会,比赛项目为100微米短跑。研究人员事先用些细胞喜欢附着的化学物质,在培养皿表面划出一条条跑道。细胞附着在跑道上,沿着跑道前进。70名细胞“运动员”参加了这次比赛,结果新加坡国立大学培养的骨髓干细胞获得冠军,成绩为19.2分钟。别以为这些科学家在娱乐大众,其实研究细胞如何运动是细胞生物学的一个热门领域。查看细胞的运动轨迹,可以用于研究细胞的生理机制。比如,可以了解癌细胞是如何在体内扩散的,从而寻找到抑制癌细胞扩散的方法。如果人类能够消灭致命的癌细胞,平均寿命将有望大大提高。

21世纪将是一个长寿的世纪,不少科学家对人类未来的寿命做出了乐观的预测。德国的人口研究专家预测,到2150年,工业化国家中人们的平均寿命将达到122.5岁,年龄为150岁的老人将极为常见。加拿大的医学专家指出,人类和医学都正迈向一个全新纪元,50年内,人们的平均寿命可达到150岁。另据报道,全球60名专家联合完成的一项有关人类预期寿命的报告指出,未来将有超过半数的人寿命可以轻松越过100岁大关。其中7名参与研究的专家预测,到21世纪末,人的寿命可达到150~200岁。

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