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抗衰老,在基因上找办法

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MC1R基因发生突变,会使人看起来平均老两岁。未来,DNA修复或可延缓人类衰老

追求青春常驻几乎是人类的一个永恒课题,王尔德笔下的道雷・格林将对青春的渴望走到了一个极端。如今,全世界多个实验室都在致力于研究如何延缓人类衰老的机制。

4月底,一个多国联合研究团队通过对皮肤感知年龄遗传因子的研究,首次从基因层面揭示了,为何有些人更显老,而有些人却能青春常驻。

中国科学院北京基因组研究所、荷兰伊拉斯姆斯大学、英国联合利华集团等多中心科研团队合作进行了上述研究。在这个项目中,科学家共用了近十万人次,反复评估了超过四千个人的面部高清照片,精确量化了每个人的感知年龄(即看起来的年轻年老的程度),并分析了近800万个DNA位点和感知年龄的关系。

该研究首次确定了感知年龄和基因之间的联系,发现带有MC1R基因特殊基因型的人看起来比其他同龄人平均年老两岁。这一发现有望迅速提高我们对感知年龄的理解。今年4月28日,这一研究结果于Current Biology 杂志。

MC1R基因,是人类皮肤合成黑色素过程中的关键基因。所谓MC1R基因特殊基因型,是指MC1R基因的某个位点发生了突变。该研究的第一作者,北京基因组所研究员刘凡告诉《财经》记者,研究发现,“白种人群的MC1R基因有9个突变频率较高,在该人群中能达到10%-20%;黄种人有2个突变频率较高,有5%左右;在非洲人种,突变则很罕见”。

在MC1R基因序列上,任意一个位点的突变,都会直接阻碍正常黑色素的生成,从而导致色素相关表型变化,如人体皮肤会特别苍白,头发发红,对紫外线的抵抗力变弱等。

MC1R编码的蛋白在体细胞的细胞膜上像一道门,当这个门打开时,才会允许黑皮质素进入细胞从而进一步合成黑色素,如果这个门坏了,正常的黑色素就难以产生。

当人体皮肤缺乏黑色素的天然保护时,则难以阻挡紫外线,紫外线长期作用于皮肤,会造成多种损伤,衰老就是其中之一,更有甚者还可能引发皮肤癌变。

此次研究以高加索白种人群为主,黑色素相对缺乏的白种人群,更易患皮肤癌。比如,从阳光照射不够充足的英国移民到澳大利亚后,在这个阳光充沛的地区,澳大利亚的白种人群的皮肤癌发病率,成为世界最高的,这与当地紫外线照射强度直接相关。

当人类走出非洲后,为了适应亚洲、欧洲的气候环境,多个调节色素合成的基因发生突变,从而改变了皮肤、毛发等的颜色,以更有效地合成维生素D而适应环境的改变,可以说,MC1R的突变是这些突变中不太成功的,有较强的副作用。

普通细胞的双螺旋DNA中有两份同源的基因序列,如果一条序列发生位点突变,那么另一条正常的序列还可以工作。在MC1R基因序列中,如第一条的某个位点突变,而另一条序列在不同的位点也发生突变,则这两个不同的突变以复合杂合子的结构,导致两个同源的MC1R基因都无法正常工作。

不过,MC1R基因的黑色素合成功能只是其影响感知年龄的一小部分。刘凡分析,在这个研究中观测到,MC1R基因对感知年龄的作用并不受皮肤颜色、紫外线伤害和日照暴露水平等因素的影响,说明MC1R还有其他机制起关键作用。

前期的动物实验已证明,MC1R不仅参与生成黑色素这么简单,还参与包括DNA修复、免疫调节和氧化伤害等细胞功能,这些都可能是导致感知年龄变化的原因。

其实,不仅这个联合研究团队,全世界有很多科研团队都在为之努力,试图从基因层面来解决衰老问题。比如,来自西班牙国家癌症研究中心(CNIO)的Maria Blasco研究团队,在实验小鼠端粒酶基因治疗,他们的研究表明,端粒酶基因治疗在小鼠中可以减轻某些衰老相关疾病。端粒酶是由TERT基因编码,可延长端粒。

这个研究方向从理论上一直被认为是可行的。因为,DNA链随着时间推移,会受到各种破坏,如射线、氧化、免疫等,以及它自身的分裂、重组都会产生影响,导致DNA链从两头开始变短。延长端粒算是DNA修复的一种方式。

这些相关的研究成果在美容业有潜在的实用价值。不过,从实际效果看,至今人类还没有发现一个延缓衰老行之有效的、又没有副作用方法。

刘凡认为,未来最有希望的是,在DNA修复上有所突破。他的研究团队将进一步扩大样本,研究重点将放在研究黄种人群皮肤老化的遗传因子。