人類又在探索生命、健康與衰老的科研之路上邁進了一步:神秘的海洋生物或許正在揭示某些健康原理。日前,法國科考帆船Tara號帶著「太平洋珊瑚礁研究項目」停靠在上海北外灘,海洋生物學家與醫學科學家們共同在上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院展開了一場有趣的討論——為何珊瑚、海綿、海龜等海洋生物能擁有令人豔羨的壽命?為何它們的長壽並不伴隨疾病疼痛,始終健康?解放日報·上觀新聞記者了解到,中法醫學專家正在聯手進行對於此類海洋生物染色體端粒的研究,或將找到影響腫瘤與衰老的信號通路,從而研發海洋生物新藥造福人類。
近十年來,老齡化已成為全球面臨的共同課題,上海也是全國最先進入老齡化社會的城市之一,據市民政局、老齡辦與統計局聯合數據,截至2017年底,全市60歲以上老年人口佔總人口33.2%。同時,本市人口預期壽命為83.37歲,逐年穩步攀升,隨之而來的新問題是:活得長了,是否活得就健康了?
瑞金中法生命科學和基因組學中心主任陸一鳴介紹了「病理性衰老」的概念,「它不同於機體在生長全生命周期內必然發生的普遍性退行性變化,而是主要由於疾病導致的衰老,如目前臨床上多發的老年性痴呆、帕金森病、心力衰竭等。」一旦出現這些疾病,對患者的健康、生活質量乃至家庭都帶來負擔與打擊,「即便不斷發展的臨床醫學可治療、緩解疾病症狀,但若我們無法闡明致病機制,依舊無法從根源上進行攻克。」
當健康管理對關口前移提出更高要求時,這些「老年病」讓學界發現,人類對衰老的本質知之甚少。為此,近年來,湧現出越來越多有趣的特殊生物老年學研究,尤其是海洋生物諸如珊瑚、海綿、河蚌等。
它們有什麼特點?「海龜、珊瑚等都能健康生存幾百年,且具有控制組織發育、重塑、再生、損傷、修復和衰老的能力,它們是長壽、健康、可再生的。」衰老研究專家、瑞金「血液學和癌症」國際實驗室團隊負責人葉靜告訴解放日報·上觀新聞記者,「因此,我們嘗試從珊瑚等海洋生物的染色體端粒結構中揭示其對衰老與腫瘤的影響機制,從而開展創新藥物篩選實驗。」
什麼是端粒?「它位於染色體末端,是確保線性染色體基因組穩定的重要組成成分。2009年的諾貝爾獎已闡明,端粒狀態的改變會加速細胞衰老進程,影響幹細胞的生物功能和引發包括癌症在內的眾多疾病。」葉靜打了個比方,「在大多數正常體細胞中,端粒長度被譽為調節體細胞壽命的分子時鐘。人體細胞在胚胎發育成熟後,時鐘就開始倒計時,線性染色體隨著DNA複製次數的增加而縮短,造成端粒長度磨損,從而影響幹細胞更新、人體組織發育與再生。」通俗而言,即隨著年齡增長、疾病發生等,端粒長度會變短,從而導致病理性衰老。
再來看看珊瑚,「珊瑚的應激反應很敏感,且可適應恢復,因此我們考慮,珊瑚等海洋生物是否存在端粒特異性?」本次Tara科考船為瑞金帶來了從太平洋採樣中獲取的近5000個珊瑚礁等標本,正是用於研究端粒對珊瑚礁健康長壽的機制及潛在的臨床轉化研究。
葉靜透露,由於腫瘤也是與年齡呈正相關的疾病,目前課題組的重點研究方向之一是篩選可調控端粒的藥物從而抗擊癌症。「TRF2是人體端粒的關鍵蛋白成分,我們發現在很多不同類型的腫瘤細胞中TRF2過表達,且不是通過經典的端粒蓋帽作用來促進腫瘤,而是通過其結合於端粒外靶點的能力。」為此,課題組推斷,以TRF2的端粒外作用為靶點,但保留其端粒蓋帽功能,可以避免以端粒為靶點治療促衰老的副作用,「我們現在想要進行創新細胞分析,從而進行藥理學篩選出新的抗癌和抗衰老複合物。」陸一鳴表示,「下一步,我們設想在重症監護室對心血管疾病與腦血管意外患者,或老年醫學部的癌症、器官衰竭、組織變性等患者進行臨床研究,儘快讓研究結果造福人類。」