衰老究竟是怎么回事？ ——分子水平研究的进展

发布时间：79年07月28日

《C&EN》编辑部编译郑锡年

所谓衰老，究竟是分子水平或细胞水平自然发生的现象呢，还是人或动物从出生一瞬间开始经历疾病以及紧张状态和劳损等积累的结果呢？1977年12月在美国加利福尼亚州圣莫尼卡举行的讨论会交流了这方面的研究成果。

加利福尼亚州沃克兰儿童医院医学中心的L. Hayflick博士，通过几年来对正常人细胞的组织培养，发现细胞的增殖能力是有限的。人的胎儿细胞到老死为止分裂五十次，中年人细胞的增殖能力仅为其一半。而且，他还发现：细胞钟具有记忆力，在液氮中冻结数年之后，能重新开始工作。如果人的胎儿细胞经二十次分裂后冻结，然后再置于能繁殖的条件下，应当还可以分裂三十次。Hayflick博士报告说，决定一个特定种的细胞生存期限的钟，存在于细胞核内。用霉菌代谢产物“细胞松弛素B”（cytochalasin B），可以把细胞核从“年轻”细胞和“老年”细胞的细胞质中取出来。如果把老年细胞的核放入年轻细胞的细胞质中，年轻细胞仅按老年细胞残余下来的次数进行分裂。相反，将年轻细胞的核放入老年细胞的细胞质中，则按年轻细胞的寿命生存。

以色列工学院的D. Gershon博士等发现，细胞衰老时就失去了降解一般蛋白质与特定酶的能力。从生理学角度来看，这可能反映出衰老有机体正在失去分解体内蛋白质的能力。反正，老年细胞由于不需要的蛋白质的积蓄而不能工作了。

对鼠、小白鼠、线虫等各种动物的许多酶（过氧化氢酶、醛缩酶、异枸橼酸盐脂酶、过氧化物歧化酶和其他酶等）进行研究表明，动物从出生到死的这段时间，酶的活性降低30%至70%。根据该工学院的研究，酶中的变动像是由于蛋白质分子结构中发生微妙的“翻译后修饰”。纵然活性减少，酶蛋白质中分子量和电泳度等的物理性质没有发生很大变化。如果这些变化是由于蛋白质合成中保真度降低的话，这些参数几乎也必然会有变化。

对线虫酶的研究表明，由于衰老进展引起了其他蛋白质和醛缩酶中的蛋氨酸单元被氧化成亚砜蛋氨酸。Gershon博士认为，在人类中的这种变态可以是与老年性白内障患者眼晶状体中亚砜的积蓄有关。此外，从他的研究还得到启示，年轻动物肝脏细胞处理亚砜修饰蛋白质的能力比老年动物的更大。

Gershon的研究组还发现，当氨基酸的衍生物例如6-氟色氨酸，加入到年轻线虫的培养物中，约40%的年轻线虫不久就死去。但是，留存的线虫很快地复原，过完其正常的生存期。这再次表明，年轻机体比老年机体能更有效地处置修饰酶和其他蛋白质。

密执安州立大学的J. Maites博士发表了关于衰老的另一重要见解。他认为，伴随衰老而来的生殖能力的衰退，可能起因于丘脑下部的某些生物产的胺渐趋缺乏。这一想法起源于八年前，他们发现对老雌鼠注射丘脑下部产生的一种儿茶酚胺——肾上腺素能够诱导排卵。同时，还发现它的代谢先质——L-多巴胺也有同样作用。最近，他们获得数据，3~4月龄的年轻鼠生产肾上腺素和多巴胺要比21月龄的鼠迅速得多。此外，年老鼠血中的黄体化激素和卵泡刺激激素浓度较低。这些激素产生于脑垂伴中，它们能调节性功能，以及调节雌性动物雌性激素和雄性动物睾丸酮的产生。

与年轻的鼠相比，年老鼠的血液中含有较大量的催乳激素（另一脑垂体激素）。Maites相信，这与衰老动物中观察到的脑垂体和乳房瘤发病率高有关。

老年雌鼠生殖机能的衰退，看来是与卵巢中激素的减少联系在一起，而卵巢中激素的减少通常是与脑垂体的黄体化激素释放有关。当从老年鼠切除卵巢后，再注射“雌性”激素雌二醇时，发现释放黄体化激素的速率要比年轻雌鼠缓慢得多。这种激素释放缓慢的现象，看来也与肾上腺素生成的减少以及丘脑下部的5-羟色胺和催乳激素生成的增加相关联。

Maites说，直到目前为止尚不能确定，伴随衰老而来的生殖能力减退的生物化学基础，在人类和鼠是否是相同的。但他提出，在鼠研究中发展的测定微微克数量激素的分析技术，也能够用于研究与人的老年相伴的性的衰退。

有些研究者认为，“老年病”例如癌、关节炎、糖尿病，以及传染性疾病的增加，归结于体内的免疫防御系统衰退，特别是胸腺中成熟的T-淋巴球的衰退。所以他们希望，一旦能用活性的T-淋巴球恢复功能衰退的免疫系统，那么老年人的疾病就会减少，残年会过得比较愉快。

得克萨斯医科大学的A. Goldstein博士报告说，小牛胸腺的激素抽提物（所谓胸腺素组分5），看来能够恢复T-淋巴球的免疫防御机能。这对于各种癌症患者和免疫防御系统有缺陷的小孩都是十分有意义的。1965年Goldstein等首先从小牛胸腺分离出胸腺素组分，它实际上是分子量约为1,000~15,000道尔顿的32种小多肽组成的混合物。其中活性最高的叫胸腺素这是一种对热稳定的酸性多肽，由28个氨基酸组成，分子量为3108。经分离和确定经提纯的多肽氨基酸顺序后，发现它的生物活性比目前临床试用的胸腺素组分的活性高1,000倍。