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听说人的细胞分裂次数有限,那么经常受冻导致皮肤细胞死亡,更新速度更快,所以衰老更快对吗? 第1页

  

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不对。前提是假的。

题目谈到的“人的细胞分裂次数有限”,大抵源自一些“媒体”在传播“海佛烈克极限”概念的过程中反复丢失细节形成的简化信息,人们常常将其误解为“人体的每一种细胞的分裂次数都有限”——这显然是不可能的。

  • 你可以考虑一下“婴儿体内的所有细胞实际上来自父母的生殖细胞”,在人的传代过程中,生殖相关细胞的分裂次数实际上在不断扩大,人的细胞若都适用几十次、几百次的分裂次数限制,人类繁殖不了几十代就会灭亡。这和现实不符。
  • 因此,生殖相关细胞的分裂次数造成的影响必须能在特定的场合(例如形成受精卵之后)重置(实际上,这就是重编程)——那么,可以想象,其他细胞也可以或多或少地使用类似的机制来重置分裂次数的影响,或至少在功能正常时将分裂次数的影响控制在一定范围内。

海佛烈克极限是“体外培养的成纤维细胞至多在分裂 52 次到 56 次后不能再分裂”,原因包括而不限于“体外培养的成纤维细胞在分裂时的端粒缩短速度超过端粒酶的修复水平”“那些细胞积累的 DNA 甲基化影响了分裂所需的基因的表达”“那些细胞在多次传代中转座子的活动影响了分裂所需的基因的表达”。人们经常将其和“端粒缩短导致衰老”的假说合并起来,将衰老归因于细胞分裂时端粒的缩短。

那其实没有听起来这么可靠。从 60 岁的老人体内取出的成纤维细胞在培养环境中的分裂次数往往并不会比从年轻人体内取出的明显减少。动物的各种细胞有着不同的性能,一些干细胞可以反复分裂成同种的干细胞、用端粒酶完全恢复端粒长度,动物在需要干细胞分化成体细胞来替换老旧细胞或损失的部分时,只需要拿出一部分干细胞去执行。

在动物体内,干细胞往往没有表现出分裂次数限制(至少在动物的寿命之内不会耗尽分裂能力)。在人体内,不断替换皮肤的干细胞在一生中可以一直分裂,不会用完,而且皮肤并不占用其他组织的干细胞,皮肤替换得快不影响内脏之类的功能。

  • 况且,小肠绒毛、胃粘膜之类的替换速度比皮肤快得多,你还不能不吃东西。

人体其他组织的干细胞也具有类似的性能,通常能在一百年左右的时间内保持一定的性能水准。就目前观察到的情况来看,人的造血干细胞的性能在 110 岁以上显著减退,此时其他器官也经常呈现慢性炎症、机能不全的状态。

可以参照:

  • 端粒酶被敲除的拟南芥的发育出现异常,寿命超过野生同类(Fitzgerald 等,1999 年;Riha 等,2001 年)。
  • 2015 年,约翰·拉穆纳斯等研究人员分成三次将 hTERT modRNA 递送到人的成纤维细胞和成肌细胞去延长端粒,发现海佛烈克极限最多只能各自增加约 28 次和约 3.4 次,细胞在端粒远远没耗尽的时候就不再分裂了[1]。经过数天的不应期之后再进行一次导入,可以让成纤维细胞再多分裂十几次。
  • 青鳉(Oryzias latipes)全身各组织终生有很高的端粒酶活性,但其端粒仍然在缩短,自然寿命有限[2]
  • 人们发现了许多“端粒缩短与衰老并没有什么关系”的真核生物,例如草履虫的细胞功能降低并不伴有端粒缩短,白腰叉尾海燕的端粒随着年龄增长而延长,小军舰鸟的端粒缩短速度在 40 岁之后变得极慢。

参考

  1. ^ Ramunas J, Yakubov E, Brady JJ, Corbel SY, Holbrook C, Brandt M, Stein J, Santiago JG, Cooke JP, Blau HM. Transient delivery of modified mRNA encoding TERT rapidly extends telomeres in human cells. FASEB J. 2015 May;29(5):1930-9. doi: 10.1096/fj.14-259531. Epub 2015 Jan 22. PMID: 25614443; PMCID: PMC4415018.
  2. ^ Hatakeyama H, Nakamura K, Izumiyama-Shimomura N, Ishii A, Tsuchida S, Takubo K, Ishikawa N. The teleost Oryzias latipes shows telomere shortening with age despite considerable telomerase activity throughout life. Mech Ageing Dev. 2008 Sep;129(9):550-7. doi: 10.1016/j.mad.2008.05.006. Epub 2008 May 27. Erratum in: Mech Ageing Dev. 2008 Nov;129(11):692. PMID: 18597819.



  

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