復只大冬 通识教育选修课程 技术报告 衰老的秘密与延缓衰老 课程名称:改变生活的生物技术 课程代码:BIOL11003501 姓名:叶宇豪 学号:14301050200 学院:上海医学院 专业:临床医学八年制
通识教育选修课程 技术报告 衰老的秘密与延缓衰老 课程名称：改变生活的生物技术 课程代码： BIOL110035.01 姓 名： 叶宇豪 学 号： 14301050200 学 院： 上海医学院 专 业： 临床医学八年制
目录 摘要 关键词 中图分类号 控制细胞衰老的关键机制 衰老程度的评估 新验血法 技术原理 技术的应用 基因标签” 技术原理 技术应用 延缓衰老 线粒体营养素的抗衰老作用 技术原理 优缺点 延长寿命 2233334455777 治疗糖尿病的二甲双胍 技术原理 摘要 在2013年发表的一篇文章称,即便是略微延迟衰老,也可以让平均寿命延 长22年,并且可以降低一生中的发病率,50年间可以减少71万亿美元的医疗 卫生花费。“为了能够受益,我们需要尽快行动起来。”“慢病患者的队伍正在迅 速扩大,我们已经看到亚健康的人群在增长。” 关键词 细胞衰老/衰老程度/新验血法/延缓衰老/线粒体营养素/二甲双胍 中图分类号 Q255/Q252/Q989/R33933
1 目录 摘要.....................................................................................................................................................1 关键词.................................................................................................................................................1 中图分类号.........................................................................................................................................1 控制细胞衰老的关键机制.................................................................................................................2 衰老程度的评估.................................................................................................................................2 新验血法.....................................................................................................................................2 技术原理.............................................................................................................................2 技术的应用.........................................................................................................................3 “基因标签”................................................................................................................................. 3 技术原理.............................................................................................................................3 技术应用.............................................................................................................................3 延缓衰老.............................................................................................................................................4 线粒体营养素的抗衰老作用.................................................................................................... 4 技术原理.............................................................................................................................5 优缺点.................................................................................................................................5 延长寿命.............................................................................................................................................7 治疗糖尿病的二甲双胍.............................................................................................................7 技术原理.............................................................................................................................7 摘要 在 2013 年发表的一篇文章称，即便是略微延迟衰老，也可以让平均寿命延 长 2.2 年，并且可以降低一生中的发病率，50 年间可以减少 7.1 万亿美元的医疗 卫生花费。“为了能够受益，我们需要尽快行动起来。”“慢病患者的队伍正在迅 速扩大，我们已经看到亚健康的人群在增长。” 关键词 细胞衰老/衰老程度/新验血法/延缓衰老/线粒体营养素/二甲双胍 中图分类号 Q255/Q252/Q989/R339.33
控制细胞衰老的关键机制 人们对细胞衰老的了解很少,细胞衰老是异常细胞的一个不再能通过细胞周 期发展的状态,但新的研究发现了一个诱导该过程的关键机制。衰老细胞的积累 能促进与老化有关的疾病,包括癌症和神经退行性病变;因此,了解这一细胞劣 化的基础机制对人体健康具有重要的意义。随着细胞进入一种衰老状态,它们会 在基因表达方面表现出许多改变,其中包括促炎症反应,其特征是分泌的炎性细 胞因子表达增加。这样的细胞具有所谓的衰老相关性分泌表型(SASP)。为了更 多地了解这一过程, Chanhee Kang等人在人类成纤维细胞中诱导衰老,并寻找在 衰老细胞中高度表达但在非衰老细胞中却没有高度表达的基因变异。他们发现, 个特别的转录因子一—GATA4在激活衰老过程中起着关键作用。[1进一步的研 究揭示,GATA4通常受到一个降解细胞成分过程(自吞噬)的抑制,但当细胞老 化或受损时,这一GATA4的受控的耗竭停止,而衰老过程开始接管。这些发现 帮助解决了一个谜团,即先前有研究发现,自吞噬是衰老过程所需的,而某些证 据提示,自吞噬可帮助抑制衰老过程。[2]但Kng和同事的结果表明,一种选择 过程在起作用:一般性的自吞噬可导致衰老,而GATA4的靶向自吞噬则可阻止 衰老。确实,某些自吞噬成分的消耗可增加GATA4蛋白的丰度。进一步的操控揭 示,GATA4的表达诱发了与SASP相关基因的表达,而GATA4的耗竭可抑制数个 SASP基因的表达。[3] PRC2 CDK4/6 Cell Cycle Senescence Cellular (一回一批 5叫m令游 ve Autophagic 衰老程度的评估 新验血法 科学家发明了一种验血方法,可以评估出一个人衰老的速度。他们认为,这 也可以用来预测患阿尔茨海默症的风险以及分析移植器官的“年轻度”。 技术原理 据英国《独立报》网站9月7日报道,这一方法检测的是特定基因的活力
2 控制细胞衰老的关键机制 人们对细胞衰老的了解很少，细胞衰老是异常细胞的一个不再能通过细胞周 期发展的状态，但新的研究发现了一个诱导该过程的关键机制。衰老细胞的积累 能促进与老化有关的疾病，包括癌症和神经退行性病变；因此，了解这一细胞劣 化的基础机制对人体健康具有重要的意义。随着细胞进入一种衰老状态，它们会 在基因表达方面表现出许多改变，其中包括促炎症反应，其特征是分泌的炎性细 胞因子表达增加。这样的细胞具有所谓的衰老相关性分泌表型（SASP）。为了更 多地了解这一过程，Chanhee Kang 等人在人类成纤维细胞中诱导衰老，并寻找在 衰老细胞中高度表达但在非衰老细胞中却没有高度表达的基因变异。他们发现， 一个特别的转录因子——GATA4 在激活衰老过程中起着关键作用。[1]进一步的研 究揭示，GATA4 通常受到一个降解细胞成分过程（自吞噬）的抑制，但当细胞老 化或受损时，这一 GATA4 的受控的耗竭停止，而衰老过程开始接管。这些发现 帮助解决了一个谜团，即先前有研究发现，自吞噬是衰老过程所需的，而某些证 据提示，自吞噬可帮助抑制衰老过程。[2]但 Kang 和同事的结果表明，一种选择 过程在起作用：一般性的自吞噬可导致衰老，而 GATA4 的靶向自吞噬则可阻止 衰老。确实，某些自吞噬成分的消耗可增加 GATA4 蛋白的丰度。进一步的操控揭 示，GATA4 的表达诱发了与 SASP 相关基因的表达，而 GATA4 的耗竭可抑制数个 SASP 基因的表达。[3] 衰老程度的评估 新验血法 科学家发明了一种验血方法，可以评估出一个人衰老的速度。他们认为，这 也可以用来预测患阿尔茨海默症的风险以及分析移植器官的“年轻度”。 技术原理 据英国《独立报》网站 9 月 7 日报道，这一方法检测的是特定基因的活力
研究人员认为,这些基因是一个人“生物学年龄”的准确指标,一个人的生物学 年龄可能大于或小于其实际年龄。 技术的应用 伦敦大学国王学院精准医学教授詹姆斯·蒂蒙斯说,这项“衰老测试”也可 以用来分析用于移植的器官的生物学年龄,从而预测器官在移植给他人后的可用 蒂蒙斯说:“有轻微认知障碍的人和健康人之间有着显著区别,因此可据此 开发出一种测试,尤其是在与相关临床变量相结合的情况下。而这最有希望作为 种方法来找到‘有风险’的人,从而指导他们接受预防性的临床试验 蒂蒙斯说,这也可以用来确定那些生物学年龄较年轻的老年人,这样一旦他 们意外身亡,其器官可以考虑移植给他人。 发表在英国《基因组生物学》杂志上的研究论文分析了65岁健康老人的 组关键基因的活力水平,他们测试的是受试者血液中的核糖核酸(RNA)水平 科学家用基因活性作为生物学年龄的一个标志。然后,他们研究了70岁健 康老年人的RNA,并分析了他们过去20年间的健康记录。结果发现,在12年的 研究时段里,较高的基因活性得分与更好的认知健康和肾脏功能是相吻合的,而 这两者是预测早亡风险的指标 该项研究的一个重要发现是,在阿尔茨海默症患者的大脑和血液中,这种基 因活性是一样的。这样,科学家只要通过血液样本就能快速而便捷地诊断出大脑 中的情况。4] 基因标签” 所谓心老,大约说的就是心理年龄超过了生理年龄。事实上也的确有专 业测试可以测量一个人是否未老先衰。如今,无论实际年龄还是心理年龄,通通 都在科学面前过时了。全新的“生物学年龄”用基因来测定分数,更妙的是这样 的测评还可以用来为身体体征做标记,实现对一些疾病进行提前治疗。许多科技 进展对人类生活的冲击和融入令我们措手不及,甚至可以说科学几乎代表真理, 或许有一天出生日期就像形同虚设,年龄要由基因来告诉我们。 技术原理 英国科学家近日在开放期刊《基因组生物学》上发表了一项研究成果,他们 从65岁健康老人体内选择了共有的150个RNA基因,开发出判别“健康老人” 的基因标记工具。这一基因标记可以用来判断一个人老年化后的患病风险,对 些老年疾病做到早发现早预防 技术应用 领导该研究的英国伦敦国王大学的科学家詹姆斯·体蒙斯表示,不论是缴纳
3 研究人员认为，这些基因是一个人“生物学年龄”的准确指标，一个人的生物学 年龄可能大于或小于其实际年龄。 技术的应用 伦敦大学国王学院精准医学教授詹姆斯·蒂蒙斯说，这项“衰老测试”也可 以用来分析用于移植的器官的生物学年龄，从而预测器官在移植给他人后的可用 性。 蒂蒙斯说：“有轻微认知障碍的人和健康人之间有着显著区别，因此可据此 开发出一种测试，尤其是在与相关临床变量相结合的情况下。而这最有希望作为 一种方法来找到‘有风险’的人，从而指导他们接受预防性的临床试验。” 蒂蒙斯说，这也可以用来确定那些生物学年龄较年轻的老年人，这样一旦他 们意外身亡，其器官可以考虑移植给他人。 发表在英国《基因组生物学》杂志上的研究论文分析了 65 岁健康老人的一 组关键基因的活力水平，他们测试的是受试者血液中的核糖核酸（RNA）水平。 科学家用基因活性作为生物学年龄的一个标志。然后，他们研究了 70 岁健 康老年人的 RNA，并分析了他们过去 20 年间的健康记录。结果发现，在 12 年的 研究时段里，较高的基因活性得分与更好的认知健康和肾脏功能是相吻合的，而 这两者是预测早亡风险的指标。 该项研究的一个重要发现是，在阿尔茨海默症患者的大脑和血液中，这种基 因活性是一样的。这样，科学家只要通过血液样本就能快速而便捷地诊断出大脑 中的情况。[4] “基因标签” 所谓心老，大约说的就是心理年龄超过了生理年龄。事实上也的确有专 业测试可以测量一个人是否未老先衰。如今，无论实际年龄还是心理年龄，通通 都在科学面前过时了。全新的“生物学年龄”用基因来测定分数，更妙的是这样 的测评还可以用来为身体体征做标记，实现对一些疾病进行提前治疗。许多科技 进展对人类生活的冲击和融入令我们措手不及，甚至可以说科学几乎代表真理， 或许有一天出生日期就像形同虚设，年龄要由基因来告诉我们。 技术原理 英国科学家近日在开放期刊《基因组生物学》上发表了一项研究成果，他们 从 65 岁健康老人体内选择了共有的 150 个 RNA 基因，开发出判别“健康老人” 的基因标记工具。这一基因标记可以用来判断一个人老年化后的患病风险，对一 些老年疾病做到早发现早预防。 技术应用 领导该研究的英国伦敦国王大学的科学家詹姆斯·体蒙斯表示，不论是缴纳
保险费用还是看病,生活中人们总是根据出生年龄做出很多判断。但大家都明白, 即使都是60岁,人们的身体状况并不相同,因此这些判断依据应该改为更公平 的“生物学年龄 据物理学家组织网报道,新研究首次为判断一个人的生物学年龄提供了分子 学标签,并将彻底改变那些依据出生年龄进行医学判定行为的传统方式。研究人 员对65岁健康老人肌肉、大脑和皮肤等不同组织的RNA进行了详细分析,开发 出包含150个RNA的基因标记。利用该基因标记可准确预测一个人罹患老年疾 病的风险。 他们还利用这一RNA标记,开发出“健康老人基因分数”的工具,用来检 测并比较不同个体的RNA图谱。他们已经证明,不论男女,分数越高的人越健 康 研究人员还研究了70岁健康老人的RNA,并分析了这些老人近20年的健康 数据。结果发现,这些同年出生的70岁老人,基因分数差别很大,最大的和最 小的分数甚至相差4倍。 他们还发现,那些诊断患有阿尔茨海默氏病的老人,其血液中RNA标记发 生了变异,因此获得的“健康老人基因分数”更低,证明基因分数与该病具有重 要关联。 体蒙斯补充道,新研究首次证明血液和脑部具有与老年痴呆症相关的相同分 子标记,这一分子标记有助于老年痴呆症的诊断。由于早期干预和风险评估对阿 尔茨海默氏病治疗至关重要,“健康老人基因分数”可用来帮助中年人决定是否 提前进行干预性治疗,尽量延后该病的临床症状来临时间,过上更有质量的晚年 生活。[5] 延缓衰老 线粒体营养素的抗衰老作用 氢气是一种新近刚发现的选择性抗氧化物质,所谓选择性,是在不影响能产 生信号效应氧化因素的前提下,减少氧化应激带来的损伤效应,也就是说能保留 氧化应激好的效应,减少氧化应激带来的危害,那么如果在运动情况下使用氢气 观察对运动引起的pGC1-α的效应,结合端粒长度和动脉硬化等角度的分析,可 以开展比较深入的研究。研究的长期目标:将氢气作为一种运动健康效应促进分 子。氢气不仅能对多种疾病具有潜在治疗效果,也能降低体育运动带来的损伤, 那么将体育运动和氢气两者结合起来,将成为提高身体健康的有力武器。[6 端粒( Telomeres)是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质 复合体,它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构,作用是保持染色体 的完整性和控制细胞分裂周期。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳 定的三大要素。端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成,端粒酶可用于给 端粒DNA加尾,DNA分子每次分裂复制,端粒就缩短一点(如冈崎片段),一旦 端粒消耗殆尽,细胞将会立即激活凋亡机制,即细胞走向凋亡。所以端粒其长度 反映细胞复制史及复制潜能,被称作细胞寿命的“有丝分裂钟”。端粒是染色体 末端保护性的帽状结构,端粒缩短是衰老的一个标志性事件。端粒的研究,两个
4 保险费用还是看病，生活中人们总是根据出生年龄做出很多判断。但大家都明白， 即使都是 60 岁，人们的身体状况并不相同，因此这些判断依据应该改为更公平 的“生物学年龄”。 据物理学家组织网报道，新研究首次为判断一个人的生物学年龄提供了分子 学标签，并将彻底改变那些依据出生年龄进行医学判定行为的传统方式。研究人 员对 65 岁健康老人肌肉、大脑和皮肤等不同组织的 RNA 进行了详细分析，开发 出包含 150 个 RNA 的基因标记。利用该基因标记可准确预测一个人罹患老年疾 病的风险。 他们还利用这一 RNA 标记，开发出“健康老人基因分数”的工具，用来检 测并比较不同个体的 RNA 图谱。他们已经证明，不论男女，分数越高的人越健 康。 研究人员还研究了 70 岁健康老人的 RNA，并分析了这些老人近 20 年的健康 数据。结果发现，这些同年出生的 70 岁老人，基因分数差别很大，最大的和最 小的分数甚至相差 4 倍。 他们还发现，那些诊断患有阿尔茨海默氏病的老人，其血液中 RNA 标记发 生了变异，因此获得的“健康老人基因分数”更低，证明基因分数与该病具有重 要关联。 体蒙斯补充道，新研究首次证明血液和脑部具有与老年痴呆症相关的相同分 子标记，这一分子标记有助于老年痴呆症的诊断。由于早期干预和风险评估对阿 尔茨海默氏病治疗至关重要，“健康老人基因分数”可用来帮助中年人决定是否 提前进行干预性治疗，尽量延后该病的临床症状来临时间，过上更有质量的晚年 生活。[5] 延缓衰老 线粒体营养素的抗衰老作用 氢气是一种新近刚发现的选择性抗氧化物质，所谓选择性，是在不影响能产 生信号效应氧化因素的前提下，减少氧化应激带来的损伤效应，也就是说能保留 氧化应激好的效应，减少氧化应激带来的危害，那么如果在运动情况下使用氢气， 观察对运动引起的 PGC1-α的效应，结合端粒长度和动脉硬化等角度的分析，可 以开展比较深入的研究。研究的长期目标：将氢气作为一种运动健康效应促进分 子。氢气不仅能对多种疾病具有潜在治疗效果，也能降低体育运动带来的损伤， 那么将体育运动和氢气两者结合起来，将成为提高身体健康的有力武器。[6] 端粒（Telomeres）是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段 DNA-蛋白质 复合体，它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构，作用是保持染色体 的完整性和控制细胞分裂周期。端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳 定的三大要素。端粒 DNA 是由简单的 DNA 高度重复序列组成，端粒酶可用于给 端粒 DNA 加尾，DNA 分子每次分裂复制，端粒就缩短一点（如冈崎片段），一旦 端粒消耗殆尽，细胞将会立即激活凋亡机制，即细胞走向凋亡。所以端粒其长度 反映细胞复制史及复制潜能，被称作细胞寿命的“有丝分裂钟”。端粒是染色体 末端保护性的帽状结构，端粒缩短是衰老的一个标志性事件。端粒的研究，两个