專利名稱：使人體中的器官組織恢復(fù)青春的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衰老生物學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及使人體中的器官組織恢復(fù)青春的方法。
背景技術(shù)：
由于人體的衰老機制比較復(fù)雜，因此，在背景技術(shù)中，開始必須要用較大的篇幅先介紹一些有利于理解衰老學(xué)說的知識，然后再提出衰老的“生命周期程序驅(qū)動學(xué)說”，之后再介紹一些有關(guān)細(xì)胞衰老和細(xì)胞分化的問題，以便于進(jìn)一步理解最后說明的使人體中的器官組織恢復(fù)青春的方法。衰老生物學(xué)的最終目的是征服衰老，但一般人都會認(rèn)為，衰老是自然規(guī)律，是不可抗拒的！我卻不以為然，因為在自然情況下，水只能往下流，人只能走向衰老，這就是所謂的自然規(guī)律！然而，人為用水泵能夠使水往高處流，因此，人為讓衰老逆轉(zhuǎn)有什么不可能的呢？如果能使衰老的人體內(nèi)的胰腺恢復(fù)青春，就會恢復(fù)胰島素分泌量；如果能使腦垂體恢復(fù)青春，就會恢復(fù)多種內(nèi)分泌功能；如果能使心臟恢復(fù)青春，衰弱的心臟就會變得動力強勁；如果能夠使皮膚恢復(fù)青春，皺紋密布的皮膚又會變得光滑細(xì)膩，富有彈性……一、衰老概述隨著年齡的不斷增長，我們的黑發(fā)會逐漸變白，皮膚皺紋逐漸增多，視力、記憶力以及對微生物的抵抗力會逐漸下降，同時，癌癥、糖尿病、心腦血管病的發(fā)病率也會逐年上升，導(dǎo)致這種變化稱“個體衰老”；由于個體、系統(tǒng)、器官及組織都是由細(xì)胞組成的，因此，個體、系統(tǒng)、器官及組織的衰老歸根結(jié)底是由“細(xì)胞衰老”所致。組成個體的細(xì)胞可分為干細(xì)胞和非干細(xì)胞，干細(xì)胞的主要功能的通過分化來補充因衰老等原因而死亡掉的非干細(xì)胞，同時通過增殖來自我更新，以保持干細(xì)胞的基數(shù)；非干細(xì)胞是組織器官中的各種功能細(xì)胞，它一般不能自我更新，要靠干細(xì)胞通過分化來補充。但是，細(xì)胞衰老并不等于個體衰老，個體衰老也并不等于細(xì)胞衰老。在年輕的個體和衰老的個體中，每時每刻都會有一些細(xì)胞正在新生，同時也有一些細(xì)胞正在發(fā)生衰老死亡。老年人與年輕人細(xì)胞的區(qū)別是老年人組織中衰老的非干細(xì)胞的數(shù)量比年輕人多；老年人組織中的成體干細(xì)胞比年輕組織中的成體干細(xì)胞更衰老；老年人組織中的成體干細(xì)胞的數(shù)量比年輕人少。但是，導(dǎo)致老年人比年輕人衰老的決定因素是成體干細(xì)胞本身的內(nèi)在變化，即老年人組織中的成體干細(xì)胞比年輕人衰老一些，而不是干細(xì)胞的數(shù)量少一些。組織中的成體干細(xì)胞的自我更新率會隨著年齡的增長而逐漸下降，這是導(dǎo)致老年人組織中的成體干細(xì)胞數(shù)量下降的根本原因。因此，導(dǎo)致個體衰老的原因歸根結(jié)底是由成體干細(xì)胞本身衰老造成的，為此，要想征服衰老，就必須要探討成體干細(xì)胞的衰老機制。衰老的表現(xiàn)就是生理生化功能發(fā)生退化和改變，并且始終貫穿整個生命周期。以肝細(xì)胞為例，退化的是在胎兒期，隨著胎齡的逐漸增長，肝臟中甲胎蛋白的合成能力會逐漸下降；改變的是白蛋白的合成能力卻逐漸上升；在老年期，隨著年齡的不斷增長，退化的是老年人白蛋白的合成能力在逐漸下降改變的是一些晚期基因表達(dá)能力逐漸上升。但通常所說的衰老是指個體在達(dá)到性成熟后發(fā)生的一系列的生理生化功能的退化和改
變。 人們通常把“衰老原因”與“衰老機制”混為一談，這必須加以區(qū)分?！耙颉笔菍Α肮?而言，一種因產(chǎn)生一定的果。這種導(dǎo)致某一特定結(jié)果的因稱為原因或動因。而機制則是由因到果過程中的反應(yīng)順序和方式(鄭集)。舉個例子端?？s短的結(jié)果是導(dǎo)致細(xì)胞功能發(fā)生退化和改變，即“端?？s短是導(dǎo)致細(xì)胞衰老的原因或動因”；而衰老機制則是說明端粒DNA 是如何縮短的？端粒縮短如何引起甲胎蛋白合成能力發(fā)生下降？以及白蛋白合成能力是如何發(fā)生上升的具體過程。此外，衰老原因可分為“衰老的真正原因”與衰老的“虛假原因”。有的是衰老的真正原因，而大部分只是衰老過程產(chǎn)生的一些伴生現(xiàn)象，也就是說，有的是引起衰老的動因， 有的則是衰老產(chǎn)生的結(jié)果。某些衰老的伴生現(xiàn)象會加速細(xì)胞衰老，有些伴生現(xiàn)象雖然不會加速細(xì)胞衰老，但是會防礙細(xì)胞和個體的生理功能。例如，在衰老的端粒學(xué)說與自由基學(xué)說中，自由基可以加速端粒縮短速率，端粒縮短后反過來又會降低自由基清除酶的合成速率。 這就要區(qū)分那一種是造成細(xì)胞衰老的真正原因，那一種是造成細(xì)胞衰老的虛假原因了。采用“追問分析法”的思考方式，就可以很容易找到導(dǎo)致衰老的真正原因。如在兒童的細(xì)胞或癌細(xì)胞中，被自由基破壞掉的生物大分子如蛋白質(zhì)，會很快被分解和更新掉， 只因隨著年齡的增長，體細(xì)胞的這種更新能力和分解能力會逐漸發(fā)生下降，以及自由基活動會逐漸發(fā)生增強，因此，細(xì)胞和個體才會逐漸地發(fā)生衰老。當(dāng)然，如果能夠保持這種分解和更新率不變，細(xì)胞和個體就不會發(fā)生衰老了。問為什么細(xì)胞對蛋白質(zhì)更的新能力和分解能力會隨著年齡的增長而逐漸發(fā)生退化及自由基活動會逐漸發(fā)生增強？答因為各種蛋白質(zhì)和酶的合成速率發(fā)生下降了，以致使蛋白質(zhì)更新和降解速率發(fā)生下降，而清除自由基的酶類合成速率的下降就會造成自由基活動加劇。問那么蛋白質(zhì)和自由基清除酶的合成速率為什么會隨著年齡的增長而逐漸下降？答染色體組蛋白與DNA結(jié)合的緊密度會隨著年齡的增長而逐漸上升，以致使基因的轉(zhuǎn)錄效率發(fā)生下降，從而使蛋白質(zhì)和酶合成速率發(fā)生下降。問為什么染色體組蛋白與DNA結(jié)合的緊密度會隨著年齡的增長而逐漸上升？答染色體組蛋白總乙?；较陆凳菍?dǎo)致組蛋白與DNA結(jié)合的更緊密的原因。問染色體組蛋白總乙?；綖槭裁磿S著年齡的增長而逐漸下降？答組蛋白乙?；富钚詴S著年齡的增長而逐漸下降，從而使染色體組蛋白總乙酰化水平發(fā)生下降。問為什么組蛋白乙酰化酶活性會隨著年齡的增長而逐漸下降？答細(xì)胞的端粒長度縮短或端粒酶的活性下降會導(dǎo)致組蛋白乙?；傅暮铣伤俾拾l(fā)生下降，例如，癌細(xì)胞由于可以保持較長的端?；蚨肆Ｃ傅幕钚?，因此，癌細(xì)胞染色質(zhì)組蛋白乙?；潭容^高，染色質(zhì)能保持疏松狀態(tài)，基因的轉(zhuǎn)錄活性自然就高。至此，我們就找到了導(dǎo)致細(xì)胞衰老的真正原因一端?？s短。剩下要解決的是機制問題了，如端粒是如何縮短的？端粒是通過什么因子的介導(dǎo)來影響組蛋白乙酰化酶基因表達(dá)活性的？為了使細(xì)胞中的蛋白質(zhì)合的成速率能夠隨著年齡的增長而逐漸下降，從而讓細(xì)胞的活力能夠逐漸地發(fā)生退化，細(xì)胞中就必須要有一個能夠隨著年齡的增長而逐漸地發(fā)生量變的蛋白質(zhì)合成速率的控制機構(gòu)，才能使蛋白質(zhì)合成速率隨著年齡的增長而逐漸地發(fā)生下降。目前，端粒是細(xì)胞中已知的具有逐漸量變特征的蛋白質(zhì)合成速率的控制機構(gòu)。綜上所述認(rèn)為，端粒縮短是導(dǎo)致細(xì)胞衰老的真正原因或動因，而自由基活動則是衰老的虛假原因，或者說自 由基活動逐漸增強是端粒縮短的結(jié)果、自由基活動隨著年齡的增長而增強只是衰老的一種伴生現(xiàn)象。如果衰老的細(xì)胞端粒能夠得到延伸，或端粒酶活性能夠增強，自由基等等的衰老的伴生現(xiàn)象會不攻自破。衰老學(xué)說不解決，就沒有去衰老的科學(xué)依據(jù)，但是，目前衰老學(xué)說多如牛毛一鍋粥，必須加以判別，以便找到導(dǎo)致衰老的真正原因。只有找到導(dǎo)致衰老的真正原因，我們才能少走彎路，減少不必要的浪費，以便集中人力物力和財力，一起攻破衰老王國的最后堡壘。而采用“追問分析法”，我能夠把所有的所謂的衰老學(xué)說進(jìn)行辨明是非，逐一排除。但本
文不一一贅述。二、細(xì)胞的增殖、分化及衰老的概念一個細(xì)胞分裂成兩個一模一樣的細(xì)胞稱為“細(xì)胞增殖”；一個細(xì)胞分裂成兩個子細(xì)胞，有一個或全部的子細(xì)胞的性狀與母細(xì)胞不一樣，稱為“細(xì)胞分化”。干細(xì)胞的自我更新、 自我復(fù)制就是通過細(xì)胞增殖來完成的。個體隨著年齡的不斷增長，細(xì)胞的新陳代謝率和增殖率也會隨著不斷下降，稱為 “細(xì)胞衰老”或“細(xì)胞老化”，主要表現(xiàn)是“細(xì)胞活力，，的下降。細(xì)胞活力包括“功能活力，，和 “增殖活力”。因此，細(xì)胞的增殖、分化及衰老的概念是完全不同的。那么是什么因素導(dǎo)致細(xì)胞活力隨著年齡的增長而不斷下降的呢？三、細(xì)胞衰老是基因表達(dá)活性的下降細(xì)胞功能活力的下降主要是奢侈基因(luxur y gene)轉(zhuǎn)錄活性的下降；細(xì)胞增殖活力的下降主要是管家基因(house-ke印ing gene)轉(zhuǎn)錄活性的下降。細(xì)胞衰老時，奢侈基因和管家基因的轉(zhuǎn)錄活性都在下降，因此，隨著細(xì)胞的衰老，細(xì)胞的功能活力和增殖活力都在下降。隨著細(xì)胞的不斷衰老，染色質(zhì)組蛋白總的乙?；揭苍诓粩嘞陆?，使組蛋白與 DNA結(jié)合的更緊密，從而降低了各種基因的轉(zhuǎn)錄活性。組蛋白乙酰化酶與組蛋白脫乙?；傅谋戎禌Q定了組蛋白的乙酰化程度。細(xì)胞衰老時，組蛋白乙?；负徒M蛋白脫乙?；傅幕钚远枷陆?，因此，衰老不是組蛋白脫乙?；富钚陨仙?，而是組蛋白乙?；富钚韵陆邓?。四、端粒是決定細(xì)胞衰老的初始因素在人類細(xì)胞染色體的兩端各有一條(TTAGGG)n的重復(fù)序列DNA，稱為“端粒”。在生殖細(xì)胞的精子中，端粒的長度為15kb。從胚胎發(fā)育開始，體細(xì)胞的端粒DNA會隨著細(xì)胞的有絲分裂而逐漸丟失，細(xì)胞每分裂一次，端粒就會縮短約50 65bp，在衰老的體細(xì)胞中，端粒的長度大約只剩6 8kb，此時，細(xì)胞的活力已下降到無法維持正常的運轉(zhuǎn)，細(xì)胞就變得非常虛弱，直至死亡。因此，人們會想，端粒與衰老是否有關(guān)？現(xiàn)已有很多證據(jù)表明，端粒與衰老關(guān)系密切。細(xì)胞的生理狀態(tài)分“功能態(tài)”和“增殖態(tài)”，在功能態(tài)的體細(xì)胞中，不具端粒酶的活性，因此，細(xì)胞的功能活力只跟端粒長度呈正相關(guān)；在增殖態(tài)的癌細(xì)胞中，雖然端粒長度大約只有正常體細(xì)胞的1/3，但端粒酶活性卻很高，因此，細(xì)胞的增殖活力只跟端粒酶的活性呈正相關(guān)。如果功能態(tài)的體細(xì)胞轉(zhuǎn)為增殖態(tài)，端粒酶的活性也會升高；如果抑制增殖態(tài)的癌細(xì)胞或體細(xì)胞中的端粒酶，細(xì)胞就會停止增殖。因此，在通常情況下細(xì)胞的功能活力只與端粒長度有關(guān)，而細(xì)胞的增殖活力只與端粒酶活性有關(guān)。在正常的體細(xì)胞，端粒酶的活性又與端粒的長度呈正相關(guān)。因此，成體干細(xì)胞隨著細(xì)胞有絲分裂次數(shù)的增加，端粒越來越短，細(xì)胞的功能活力、端粒酶的活性和細(xì)胞的增殖活力都會跟著不斷下降。 由于染色質(zhì)組蛋白乙?；脚c基因轉(zhuǎn)錄活性有關(guān)，因此，細(xì)胞衰老所致的基因轉(zhuǎn)錄活性的下降是由端粒通過影響組蛋白乙酰化水平來實現(xiàn)的；叢羽生教授發(fā)現(xiàn)，單單端粒酶催化亞基就可促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子基因轉(zhuǎn)錄。而生長因子類可激活組蛋白乙酰化酶。因此，端粒和端粒酶都可以影響組蛋白乙?；?。或者說，端粒越短，端粒酶的活性也就越低，細(xì)胞中的組蛋白乙?；傅幕钚砸哺档?，故基因的轉(zhuǎn)錄活性也越低。由于端粒的長度或端粒酶的活性與細(xì)胞活力呈正相關(guān)，因此，在端粒酶活性很高的癌細(xì)胞中，雖然端粒的長度只有正常細(xì)胞的1/3，但細(xì)胞活力卻和胚胎細(xì)胞一樣高。也就是說，端粒酶能夠代償端粒的部分作用。但端粒酶的活性要受到端粒長度或癌基因的調(diào)控， 而不能自作主張，再說癌基因又不會像端粒那樣隨著細(xì)胞的衰老而發(fā)生量變，因此，決定衰老的初始因素還是端粒，而非端粒酶。端粒在胚胎早期就開始縮短了，因此，基因轉(zhuǎn)錄活性的下降也是從胚胎早期開始的，也就是說，細(xì)胞在胚胎早期就開始衰老了。精子干細(xì)胞的端粒只有8 9kb左右，由于細(xì)胞衰老是由端粒決定的，因此，作為生殖細(xì)胞的精子必須要再度延伸端粒(返老還童)，以供應(yīng)將來發(fā)育成個體過程中細(xì)胞分裂對端粒的消耗。于是，精子干細(xì)胞在一次減數(shù)分裂的激活下，端粒迅速延伸到了 15kb。五、端粒縮短時會促進(jìn)細(xì)胞分化和啟動細(xì)胞分化細(xì)胞的分化與增殖兩者是對立統(tǒng)一的，增殖率大于分化率時，分化率相對必然要下降。也就是說，抑制細(xì)胞增殖，就會促進(jìn)細(xì)胞分化；促進(jìn)細(xì)胞增殖，就會抑制細(xì)胞分化。由于端粒酶的活性與端粒長度呈正相關(guān)，而且端粒酶具有促進(jìn)細(xì)胞增殖的效應(yīng)。因此，端?？s短時，端粒酶的活性就會下降，細(xì)胞增殖就會受到抑制，細(xì)胞的分化率相對必然要升高，也就是說，端?？s短有促進(jìn)細(xì)胞分化的效應(yīng)。細(xì)胞分化時，為了保證組織特異性基因能夠百分之百地開啟或關(guān)閉，在每次細(xì)胞分裂前，細(xì)胞要先積蓄一定量的調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)(或決定子)，過少不行，過多浪費。但促進(jìn)細(xì)胞增殖的因素會通過縮短細(xì)胞分裂周期，使用于積蓄的時間縮短，當(dāng)積蓄時間縮短到一定程度時，調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)就會在還沒有積蓄到足夠量時細(xì)胞就分裂了，以致使子細(xì)胞不能發(fā)生分化；相反，當(dāng)抑制增殖的因素使細(xì)胞分裂周期延長到能夠積蓄到足夠的調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)時，分裂后的細(xì)胞就會啟動細(xì)胞分化程序，使細(xì)胞向前進(jìn)一步地發(fā)生分化。此外，促進(jìn)細(xì)胞增殖的因素有可能會抑制調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)的積蓄速度，再加上調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)存在著半衰期，這也可降低調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)的積蓄速度，從而影響細(xì)胞分化的啟動和細(xì)胞的分化率。假設(shè)A細(xì)胞在調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)C的作用下分化成B細(xì)胞一開始，A細(xì)胞要先積蓄一定量的C蛋白，但由于端粒較長，端粒酶的活性因此也較高，細(xì)胞分裂周期較短，降低和抑制了 C蛋白的有效積蓄，當(dāng)端?？s短到某一閾值時，就可以積蓄到足夠量的C蛋白，使A細(xì)胞成功地分化成了 B細(xì)胞，即啟動了細(xì)胞分化；隨著端粒的逐漸縮短和端粒酶活性的逐漸下降，C蛋白的積蓄速度也得到了加快，因此，A細(xì)胞分化成B細(xì)胞的分化率也在逐漸升高，即促進(jìn)了細(xì)胞分化。依此類推，每一級的細(xì)胞分化情況都是這樣。也就是說，隨著端粒的一步步縮短，就會啟動細(xì)胞一級一級地向前分化下去，同時，細(xì)胞的增殖率也會逐漸降低，分化率相對也會逐漸上升。此外，不同長度的端粒會影響某基因表達(dá)速率(見本文下面第十一章的第1節(jié))，比如影響某調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)的合成速率，以此決定細(xì)胞A在某一時刻某種條件下啟動分化成細(xì)胞B。由于 端粒縮短能提高細(xì)胞的分化率，因此，組織中的成體干細(xì)胞的基數(shù)就會隨著年齡的增長而不斷下降，直至某些組織中的某些成體干細(xì)胞完全消失；細(xì)胞分化時，細(xì)胞中的端粒酶活性會下降，從而促進(jìn)細(xì)胞衰老。而高度惡性的癌細(xì)胞由于端粒酶或端粒保持在較高的水平，細(xì)胞就停止了衰老和分化；胚胎發(fā)育過程細(xì)胞分化最頻繁，因此，胚胎期細(xì)胞端粒的縮短速度高于成人期和老年期。如果端粒過短，細(xì)胞分化啟動時間會提前，分化率會提高，這就會減少細(xì)胞數(shù)量， 這對于有嚴(yán)格細(xì)胞數(shù)和時空順序的胚胎發(fā)育來說，可能會影響胚胎發(fā)育的正常進(jìn)行，因此， 就要選擇有一定長度端粒的受精卵。波士頓Tufts-New England醫(yī)學(xué)中心的David Keefe 發(fā)現(xiàn)可以說明這一推測，卵子染色體端粒較短的婦女很少能產(chǎn)生試管嬰兒。平均端粒長度短于6. 3kb的婦女從來不能夠懷孕。當(dāng)然，癌細(xì)胞也能分化，如胚胎癌細(xì)胞(EC細(xì)胞)可分化成多種類型的細(xì)胞，但前提是端粒酶活性必須要下降，即犧牲了增殖力；全反式維甲酸會通過降低端粒酶的活性，從而抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞分化，現(xiàn)在已用它來讓癌細(xì)胞分化成正常細(xì)胞。六、細(xì)胞分化不是導(dǎo)致個體衰老的原因衰老的基因阻遏平衡論認(rèn)為(呂占軍，1992)，細(xì)胞通過進(jìn)一步分化，使原先表達(dá)的上級基因群受到阻遏，轉(zhuǎn)而表達(dá)下級的基因群，由此使細(xì)胞喪失維持個體原有的正常的生理功能，從而造成個體衰老和死亡。實際上，人從胚胎期第18周到老年期，細(xì)胞的種類基本上是恒定或有減無增，不會再進(jìn)一步地分化出其它類型的細(xì)胞。因為胚胎發(fā)育過程，從第10周開始到18周，T細(xì)胞和抗原相互作用導(dǎo)致對抗原產(chǎn)生永久的無反應(yīng)性(或稱耐受性)。假如從18周后到老年期的任何階段都會分化出新的類型細(xì)胞，由于新的類型的細(xì)胞都會合成出一些沒有經(jīng)過免疫耐受的抗原，從而會引發(fā)不必要的免疫排斥反應(yīng)(一些與免疫系統(tǒng)隔離的組織應(yīng)該另當(dāng)別論，如睪丸。但切除睪丸人還是會衰老的。)。因此，如果衰老是細(xì)胞進(jìn)一步分化造成的，分化產(chǎn)生的新的類型的細(xì)胞就會表達(dá)胚胎期免疫沒有識別過的新抗原，并誘發(fā)免疫排斥反應(yīng)，而事實并非如此。七、不再分裂的終末細(xì)胞的端粒也會縮短基本不再進(jìn)行分裂的終末細(xì)胞，氧化酶等酶的活性也會逐年下降。如果基因的表達(dá)活性的下降是端?？s短造成的，那么，不分裂的終末細(xì)胞的端粒應(yīng)該也會縮短。研究已發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞培養(yǎng)在40 %氧氣中時很快停止生長，同時端粒縮短了，顯示不經(jīng)細(xì)胞分裂端粒DNA也可丟失，也許是氧化應(yīng)激導(dǎo)致端粒單鏈DNA斷裂所致(Von Zglinicki 等人，1995 ；Von Zglinicki，1998)。體內(nèi)的終末分裂細(xì)胞在新陳代謝過程中，也會或多或少地產(chǎn)生各種自由基，從而引起氧化應(yīng)激使端粒單鏈DNA斷裂，雖然氧化應(yīng)激沒有培養(yǎng)在高濃度氧氣下的細(xì)胞那么強烈，但經(jīng)長年累月，不分裂的終末細(xì)胞的端粒也會慢慢地縮短。在探討個體衰老的原因時，我們并不需要完全了解終末細(xì)胞等非干細(xì)胞衰老死亡的確切機制，因為從個體水平來說，無論這些細(xì)胞是怎樣衰老死亡的，也不是導(dǎo)致個體衰老的原因，因為由端?？s短、DNA突變、病毒感染或細(xì)胞垃圾累積等原因而導(dǎo)致死亡掉的非干細(xì)胞可以由成體干通過細(xì)胞分化來填補；同樣，只要成體干細(xì)胞保持不變的增殖活力，成體干細(xì)胞因各種原因死亡也不是造成個體衰老的原因，因為死亡掉的成體干細(xì)胞也可以由成體干細(xì)胞通過自我復(fù)制來填補。事實上，人體每天都有大量的干細(xì)胞和非干細(xì)胞因各種原因而死亡，同時也有差不多等量的細(xì)胞填補。也就是說，個體的衰老與細(xì)胞死亡無關(guān)；或者說人體的衰老不是像機器那樣是由磨損造成的。八、細(xì)胞長生不老并不等于能使個體長生不老由于細(xì)胞衰老與端粒酶活性的喪失有關(guān)，因此，保持細(xì)胞一定的端粒酶活性就能夠使細(xì)胞返老還童和長生不老。通過向細(xì)胞導(dǎo)入端粒酶催化亞基基因，現(xiàn)在已經(jīng)能夠使體外培養(yǎng)的體細(xì) 胞長生不老，無限分裂了。因此，很多人就高興地認(rèn)為，只要設(shè)法讓人體內(nèi)的體細(xì)胞高表達(dá)端粒酶，人就可以實現(xiàn)長生不老了，我認(rèn)為高興的太早了，因為體細(xì)胞長生不老不一定等于能夠使個體長生不老，甚至適得其反，歸其原因有(1)個體中的成體干細(xì)胞需要通過細(xì)胞分化來填補因各種原因而損失的各種非干細(xì)胞，由于端粒酶高表達(dá)的細(xì)胞， 細(xì)胞分化的功能受到了抑制，不能再分化成其它類型的細(xì)胞，這會要個體的命的；(2)端粒酶高表達(dá)的細(xì)胞會長期處于增殖態(tài)，功能活力會喪失殆盡，如果大部分體細(xì)胞處于增殖態(tài)， 也會要個體的命的；(3)端粒酶高表達(dá)的成體干細(xì)胞，端粒并沒有獲得凈延伸，如許多有著高活性端粒酶的癌細(xì)胞，端粒的長度只有正常的體細(xì)胞的1/2或1/3，如果撤去激活端粒酶的措施，成體干細(xì)胞的衰老程度馬上會恢復(fù)到供體水平，因此，根本上不會使個體保持年輕態(tài)；(4)個體內(nèi)的成體干細(xì)胞它們何時增殖、何時休息(停滯在GO期)等等都是受到整體調(diào)控的，而人為讓成體干細(xì)胞保持高活性的端粒酶，成體干細(xì)胞就會不受約束地不停增殖， 即使成體干細(xì)胞沒有發(fā)生癌變，其行為和癌細(xì)胞也沒有多大的區(qū)別，這也會要個體的命。由于端粒酶的活性與端粒的長度呈正相關(guān)，因此，如果讓個體內(nèi)的成體干細(xì)胞的端粒保持恒定的長度，產(chǎn)生的后果和上述是一致的。為此，保持有端粒酶活性的成體干細(xì)胞，端粒只能不斷地縮短。九、任何器官組織都有負(fù)責(zé)為它補充各種細(xì)胞的干細(xì)胞包括大腦在內(nèi)的任何器官組織，每天都有大量的細(xì)胞因DNA突變、病毒感染、端粒縮短及細(xì)胞垃圾堆積等原因而凋亡(死亡)，人體每天都有1 2%細(xì)胞死亡(不到100天體細(xì)胞更新一次)，但同時也有等量的細(xì)胞通過增殖和分化來填補，因此，個體衰老不但不是由細(xì)胞死亡造成的，而且還向我們提示個體中的任何器官組織都有負(fù)責(zé)為它補充各種細(xì)胞的干細(xì)胞。很多低等動物都有很強的再生能力，水螅身體的碎片能再生為完整的個體；渦蟲身體1/100的切片也能再生成完整的個體；蝸牛饑餓時，可自消化內(nèi)部器官及肌肉作為營養(yǎng)，一旦獲得食物，各器官肌肉可再生復(fù)原。這是因為在這些動物的組織中含有“全能成體干細(xì)胞”。如果人體也含有這種干細(xì)胞，那么只要讓一種全能成體干細(xì)胞返老還童，整個個體就會跟著發(fā)生返老還童，這樣，去老化技術(shù)將變得非常簡易。小鼠用致死量的放射線照射時，包括骨髓在內(nèi)的全身所有的器官組織中的成體干細(xì)胞都會被射線殺死，但只要移植紅骨髓就可以讓小鼠活下來，這提示紅骨髓中也許有一二種干細(xì)胞可以分化成個體所有器官組織中的成體干細(xì)胞。福建師大傅文慶教授認(rèn)為，骨髓干細(xì)胞是成體干細(xì)胞中心(后來日本人也意識到)，可以支援或分化成機體其它所有器官組織的各種各樣的成體干細(xì)胞，例如，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能夠分化成胰腺干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞(血管干細(xì)胞)。骨髓是成 體干細(xì)胞中心的理由(1)骨髓干細(xì)胞具有遠(yuǎn)距離的遷移功能，骨髓干細(xì)胞包括造血干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等，在個體發(fā)育的胚胎早期，骨髓腔還沒有形成時，這些干細(xì)胞最早在卵黃囊出現(xiàn)，例如，卵黃囊就含有造血干細(xì)胞、內(nèi)皮祖細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞，然后這些干細(xì)胞從卵黃囊遷移到肝臟，例如，胎肝就含有造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等干細(xì)胞。然后遷移到脾臟，等骨髓腔發(fā)育成時，就遷移到骨髓中永久居住下來。而器官組織中的組織干細(xì)胞就沒有遷移功能，也不需要遷移，如心肌源干細(xì)胞、胰腺干細(xì)胞等器官組織的干細(xì)胞在器官中就比較固定；(2)骨髓中的干細(xì)胞幾乎可以分化成個體中的所有類型的細(xì)胞，包括干細(xì)胞；(3)骨髓中的造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞和內(nèi)皮祖細(xì)胞在生理情況下可以進(jìn)出骨髓到血液，并隨著血液循環(huán)到全身所有的器官組織去巡邏，發(fā)現(xiàn)那些器官組織的細(xì)胞需要更新修復(fù)，就會分化出相應(yīng)的細(xì)胞來更新修復(fù)；因此可以說，紅骨髓是人體的干細(xì)胞中心，干細(xì)胞銀行。幸運的是，在鼠類、人類骨髓中，美國和日本科學(xué)家分別發(fā)現(xiàn)兩種接近于全能的成體干細(xì)胞，稱邁阿密細(xì)胞(Miami細(xì)胞)和繆斯細(xì)胞(Muse細(xì)胞)的一種間充質(zhì)干細(xì)胞，它們也能分化為具有內(nèi)臟中胚層、神經(jīng)外胚層和內(nèi)胚層特征的細(xì)胞。缺點是這些全能成體干細(xì)胞增殖緩慢，數(shù)量太少，只占組織細(xì)胞數(shù)的幾十萬分之一，而且老年人含量更少。為何增殖和分化潛能越大的干細(xì)胞，在組織中的數(shù)量就越少？這是因為細(xì)胞經(jīng)過多次幾何倍增，會變成天文數(shù)字，因此，干細(xì)胞無需太多，以免造成不必要的浪費，生物最懂得節(jié)約。傳說古印度有一個慷慨的酋長，問一個向他乞討的乞丐要多少谷物，乞丐說，只要您在64個方格中的第一格放1粒谷物的種子，第二格放2粒，第三格放4粒……，酋長覺得這乞丐要求太低了，于是叫下人去按照要求去放，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這樣放下去是天文數(shù)字，放到64 格是10的后面加19個0，全世界所有的谷物種子都不夠放。而取自人類胚胎的成體干細(xì)胞，差不多能夠分裂60多次。干細(xì)胞年齡越小，增殖代數(shù)和多向分化潛能就越大，增殖力就越旺盛，例如，胎肝中的造血干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖代數(shù)和多向分化潛能，以及增殖旺盛程度就比成人骨髓中的干細(xì)胞大。因此，干細(xì)胞越幼稚，移植用量就可以越少。人體衰老是由組織中的成體干細(xì)胞衰老造成的，而成體干細(xì)胞衰老則是由端?？s短造成的。因此，移植成體干細(xì)胞有可能使人體中的器官組織恢復(fù)青春，現(xiàn)在經(jīng)?？吹綀蟮栏杉?xì)胞移植使肝功能恢復(fù)、腎功能恢復(fù)、胰腺功能恢復(fù)的報道。但不要高興的太早，因為用的干細(xì)胞是同種異體或自體的，效果不持久，因為同種異體的細(xì)胞會慢慢被宿主排斥掉，自體的干細(xì)胞本身和自體一樣衰老。這是因為衰老的成體干細(xì)胞的增殖(自我更新)和分化能力較年輕的成體干細(xì)胞低，因此，用自體的成體干細(xì)胞治療個體衰老，由于取自自體的成體干細(xì)胞有著和自體一樣的年齡，再加上培養(yǎng)增殖，端粒會進(jìn)一步縮短，移植這樣的自體成體干細(xì)胞，不但不能逆轉(zhuǎn)機體衰老，反而會使機體更加衰老。當(dāng)然，如果能移植遺傳背景和宿主相同的年輕的骨髓干細(xì)胞，就會使年老的宿主發(fā)生返老還童，例如，揚子晚報2009年 12月30日報道，南京東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院血液科丁家華副主任醫(yī)師，把一位在深圳市打工的24歲的年輕小伙子宋紅波的造血干細(xì)胞移植到一位53歲叫樊正新的男士體內(nèi)，他們倆骨髓配型完全吻合，一年后，樊正新頭發(fā)轉(zhuǎn)黑，人也精神多了 ；日本國立循環(huán)器官疾病研究所的科學(xué)家把4周齡的幼年大鼠的骨髓移植給50多齡大鼠，30天后，年老的大鼠血液中即有5%的細(xì)胞來自年幼大鼠的骨髓，血管也恢復(fù)年輕。60天后，年老的大鼠死亡率降到自然狀態(tài)下的一半(2010)；美國斯坦福大學(xué)研究人員把年輕的老鼠血液輸入年老的老鼠體內(nèi)，也出現(xiàn)了返老還童的征兆，神經(jīng)元數(shù)量增加了三倍(2011)。原始多能干細(xì)胞被譽為生命的種子，而紅骨髓則是生命種子的倉庫。紅骨髓會髓著年齡的增長而逐漸減少，當(dāng)生命種子的源泉枯竭到一定程度時，油燈自熄，我們就是這樣衰老死亡的！十、個體的生長發(fā)育成熟衰老是一種程序每種生物從孕育生長到成熟衰老都有一個相對穩(wěn)定而有序的時間表，因此，衰老不可能是細(xì)胞DNA突變累積中毒或磨損一類帶有時空偶然性的因素造成的，而應(yīng)該是一種有選擇性和計劃性的程序，基因也是按照程序化進(jìn)行時空表達(dá)的。從受精卵到個體老化死亡的一個周期稱為“生命周期”，由于每一種生物的生命周期都是比較有序的，因此這是一種程序，我把它稱為“生命周期程序”。細(xì)胞一級一級地向前分化下去，并順序地表達(dá)出不同的基因，這是一種程序；同一分化類型的細(xì)胞在端粒縮短過程中，不但基因總的轉(zhuǎn)錄活性在下降，而且不同基因表達(dá)活性的高低也是有先后順序的，這也是一種程序?；虮磉_(dá)的程序化現(xiàn)象稱基因的順序表達(dá)(sequential expression)或差次表達(dá) (differential expression)。十一、衰老的生命周期程序驅(qū)動學(xué)說我們知道，要使記錄在程序載體中的指令信息實現(xiàn)程序化讀取或順序讀取，就必須要使程序載體不斷地位移。因此，要使計算機中存儲在硬盤中的程序運作起來，硬盤驅(qū)動器中就要設(shè)置一臺電動機，由電動機產(chǎn)生的力來驅(qū)動硬盤旋轉(zhuǎn)。同樣道理，要使生命周期程序運作起來，即實現(xiàn)基因的順序表達(dá)，也需要一種力來驅(qū)動。驅(qū)動計算機程序運作的力來自電動機，是機械力。那么，驅(qū)動生命周期程序運作的力來自那里呢？是什么力？只有弄清這個問題才能找到徹底征服衰老的方法。1、不同長度的端粒決定著相同的基因具有不同的表達(dá)活性 胚胎發(fā)育到18周后細(xì)胞類型基本不再增加，但基因的差次表達(dá)或者說是順序表達(dá)仍然在不斷地進(jìn)行著，因此，從18周后到老年期，基因順序表達(dá)的變化不是因為細(xì)胞不斷的進(jìn)一步分化造成的。已發(fā)現(xiàn)，在相同分化類型的細(xì)胞中，不同長度的端粒決定著相同的基因具有不同的表達(dá)活性，基因的表達(dá)只有量變而沒有質(zhì)變(已有很多證據(jù))。假設(shè)某種分化類型的細(xì)胞，染色體上的3個基因A、B、C都有表達(dá)潛力，端粒長度在14 13kb時主要表達(dá)基因A，而B和C處于接近關(guān)閉狀態(tài)；端粒長度12 9kb時，主要表達(dá)基因B，而A和 C處于接近關(guān)閉狀態(tài)；端粒長度8 6kb時，主要表達(dá)基因C，而A和B處于接近關(guān)閉狀態(tài)。 在細(xì)胞整個生命周期，端?？s短有一時間歷程一 “端?？s短時間軸”，當(dāng)端粒沿著時間軸從起點到終點連續(xù)地逐步發(fā)生縮短時，基因表達(dá)也是沿著時間軸方向連續(xù)性地發(fā)生量變的， 這和電動機驅(qū)動計算機程序載體連續(xù)位移是等效的。因此，端粒的作用相當(dāng)于計算機程序驅(qū)動器中的電動機。驅(qū)動生命周期程序運作的力來自端粒沿著時間軸從起點到終點發(fā)生長度的動態(tài)量變，這種力的本質(zhì)是化學(xué)信號物質(zhì)沿著時間軸產(chǎn)生的濃度梯度差。
如果基因B的產(chǎn)物是調(diào)節(jié)細(xì)胞分化成某種類型細(xì)胞的調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)，早期衰老即端粒縮短就有利于這些調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)的積蓄，因此，細(xì)胞衰老不但會促進(jìn)細(xì)胞分化，而且還會啟動細(xì)胞分化。當(dāng)一種細(xì)胞分化成另一種細(xì)胞時，就會合成新的蛋白質(zhì)，因此， 基因表達(dá)就會從量變轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)變。 人的肝細(xì)胞在胎兒期主要表達(dá)甲胎蛋白，出生后到成年期就把甲胎蛋白基因關(guān)閉了，轉(zhuǎn)而主要表達(dá)白蛋白，到了老年期，白蛋白基因也逐漸關(guān)閉了，同時一些晚期基因的表達(dá)活性在逐漸上升。由于端粒長度不斷地縮短，肝細(xì)胞中的各種基因表達(dá)量的譜也會跟著不斷變化，這相當(dāng)于端粒在驅(qū)動著肝細(xì)胞不同的基因進(jìn)行順序表達(dá)；衰老導(dǎo)致的毛發(fā)變白是因為毛囊細(xì)胞停止合成黑色素的酶。這和端粒縮短引起白蛋白基因關(guān)閉應(yīng)該是同一機制，因此可以說端?？s短是造成毛發(fā)變白的原因。端粒如何驅(qū)動基因進(jìn)行順序表達(dá)是個諾貝爾獎級的課題，其具體過程有2種可能(1)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，基因中的DNA甲基化水平有一部分會隨著細(xì)胞衰老而發(fā)生動態(tài)變化，例如，細(xì)胞衰老會使DNA甲基化水平下降，但用SV40感染及大T抗原(兩者都會激活端粒酶) 逆轉(zhuǎn)細(xì)胞衰老時，甲基化水平會重新上升(Matsmura等人，1989)(見本文下面第十二章的第1和2節(jié))，這對于細(xì)胞分化時所賦予表達(dá)的基因，在同一基因，因為衰老程度的不同， 甲基化程度也會隨著改變，由于不同的甲基化程度可以具有不同的表達(dá)活性，一般來說，啟動子甲基化具有阻遏基因表達(dá)的作用，內(nèi)含子甲基化具有促進(jìn)基因表達(dá)的作用，因此，隨著 DNA甲基化水平的下降，有的基因表達(dá)活性會上升，有的則下降；(2)某些能夠同時正調(diào)節(jié)和負(fù)調(diào)節(jié)多個基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)因子的基因，它的表達(dá)活性的變化與端粒長度(或端粒酶活性)呈正相關(guān)，這樣，隨著端粒的不斷縮短，基因必然就會進(jìn)行順序表達(dá)。例如，myc基因的產(chǎn)物具有轉(zhuǎn)錄子作用，它的活性與端粒長度或端粒酶活性呈正相關(guān)，而且myc能夠同時正調(diào)節(jié)和負(fù)調(diào)節(jié)多種基因表達(dá)，如myc可同時正調(diào)節(jié)a-胸腺素的轉(zhuǎn)錄、hsp70啟動子轉(zhuǎn)錄和負(fù)調(diào)節(jié)金屬硫蛋白轉(zhuǎn)錄、前a2膠原蛋白和neu基因啟動子轉(zhuǎn)錄。這樣，當(dāng)myc表達(dá)活性上升時，胸腺素等基因表達(dá)活性也在上升，相反，此時金屬硫蛋白等基因的表達(dá)活性卻在下降。如果端粒不斷延長，基因的順序表達(dá)就會發(fā)生倒退，即程序開倒車。同一分化類型的細(xì)胞，因為端粒長度或端粒酶活性的不同，基因表達(dá)量的譜也不同，出現(xiàn)了和細(xì)胞分化一樣產(chǎn)生的新型細(xì)胞，這種現(xiàn)象是一種內(nèi)容不實的“偽分化”，因而具有世代等級差異，這豐富了體細(xì)胞功能的多樣性，按照這一理論，人體細(xì)胞的分化類型就沒有200多種了。等級不同的同一分化細(xì)胞，相同等級的細(xì)胞可以粘結(jié)在一起，以區(qū)域化或梯度化方式鑲嵌成組織器官。細(xì)胞分化導(dǎo)致的基因順序表達(dá)具有很高的穩(wěn)定性，因此，一般是不可逆的；而由端粒介導(dǎo)的基因順序表達(dá)具有高度可逆性，可隨著端?？s短或延長或端粒酶的活性高低而發(fā)生前進(jìn)或倒退。例如，給成年動物的不同體細(xì)胞添加生長因子(可激活端粒酶)或端粒酶激活劑就會恢復(fù)表達(dá)胚胎期特有的蛋白質(zhì)，如肝細(xì)胞恢復(fù)表達(dá)甲胎蛋白。撤去生長因子或端粒酶激活劑，又會恢復(fù)表達(dá)白蛋白。必須提醒的是，以往總是把由端?；蚨肆Ｃ附閷?dǎo)的基因順序表達(dá)和細(xì)胞分化導(dǎo)致的基因順序表達(dá)混為一談，這是錯誤的，必須加以區(qū)分，因為教科書沒有這個理論。2、生命周期程序驅(qū)動學(xué)說的描述我把細(xì)胞分化、個體發(fā)育與計算機程序原理結(jié)合起來，提出了衰老的“生命周期程序驅(qū)動學(xué)說”。簡要描述如下一般來說，DNA甲基化與否可以決定基因的表達(dá)與否(打開/關(guān)閉)，這相當(dāng)于計算機程序指令的0或1 (開/關(guān))，因此，在受精卵重新編寫個體發(fā)育程序時，必須全部刪除 DNA上所有的甲基基團(tuán)，為此，有一種稱去甲基化酶的酶使卵裂期基因組全面去甲基。去甲基后的基因組就像一張白紙(空盤)，就可以重新刻錄程序指令了，于是，大約在胚胎植入子宮的時候，有一種稱構(gòu)建性甲基化酶(establishment methylase)的酶使細(xì)胞內(nèi)的DNA 重新甲基化，即重編程，至此，生命周期程序就編寫好了。但是，細(xì)胞中已編寫好的生命周期程序，如果沒有一個驅(qū)動裝置，就像計算機的硬盤驅(qū)動器中沒有電動機一樣，無法實現(xiàn)程序指令的順序讀取，即細(xì)胞的狀態(tài)只能停留在某一水平。上述已說過，端粒在縮短時各種基因表達(dá)量的譜也會跟著不斷變化，以此實現(xiàn)了基因的順序讀取。即端粒相當(dāng)于電動機一樣產(chǎn)生了驅(qū)動力，驅(qū)動著細(xì)胞分化和細(xì)胞衰老不斷地向前進(jìn)行下去，并順序地表達(dá)出了不同的基因。為了使甲基化型式相同的受精卵在分化后產(chǎn)生差異，卵細(xì)胞質(zhì)中就準(zhǔn)備了幾種稱為“決定子”的調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)，在細(xì)胞分裂過程中不均等地分配到子細(xì)胞，選擇性地將子細(xì)胞中不同的組織特異性基因的調(diào)節(jié)區(qū)高甲基化的去甲基，或低甲基化的添加甲基(我認(rèn)為細(xì)胞分化過程中，導(dǎo)致基因選擇性表達(dá)的第一因素是DNA的甲基化與否)，于是，子細(xì)胞中相同的DNA各自產(chǎn)生了不同的甲基化型式，以此選擇性地開啟或關(guān)閉不同的組織特異性基因，于是，不同的子細(xì)胞合成了不同的蛋白質(zhì)，由此產(chǎn)生出了中胚層、內(nèi)胚層和外胚層的不同類型的細(xì)胞。在細(xì)胞增殖時，為了讓子細(xì)胞保持和親代相同的克隆，不同的甲基化型式必須要一成不變地一起復(fù)制才能保持特異的分化性狀的穩(wěn)定不變，為此，有一種稱維持性甲基化酶(maintenance methylase)的酶，通過以“甲基化維持”的方式將新的甲基化型式傳遞到每個子細(xì)胞的DNA上(復(fù)印)。由于端粒的不斷縮短，就驅(qū)動了細(xì)胞不斷地向前分化，使這些早期的分化細(xì)胞又按照各自的分化路線(或分化程序)通過體細(xì)胞中的各種調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)一步一步地修改原有的甲基化型式，即啟動下級基因并關(guān)閉上級基因，合成出新的蛋白質(zhì)，使一種細(xì)胞不斷地向前分化成200多種細(xì)胞，并用200多種細(xì)胞構(gòu)成胚胎。當(dāng)胚胎發(fā)育到18周以后，細(xì)胞類型就不再增加了，因為在胚胎發(fā)育過程中，從第10周開始到18周，T細(xì)胞和抗原相互作用導(dǎo)致對抗原產(chǎn)生永久的無反應(yīng)性(或稱耐受性)，如果18周后細(xì)胞類型會再增加，就會有新的蛋白質(zhì)合成，就會引發(fā)免疫排斥反應(yīng)，這會要個體的小命的。因此，從出生到老年期這段時間，身體發(fā)生一系列的發(fā)育變化基本上是由細(xì)胞衰老來調(diào)控的。隨著端粒的不斷縮短，細(xì)胞增殖率逐漸小于分化率，使分化程度越低的成體干細(xì)胞的數(shù)量越來越少，甚至使某些成體干細(xì)胞完全消失。同時細(xì)胞中的基因的總體表達(dá)活性在不斷下降，同時有些基因表達(dá)活性卻在上升，有些卻在下降，以肝細(xì)胞為例，在端粒最長的胚胎期，主要表達(dá)甲胎蛋白；在端粒中等長度的成年期，甲胎蛋白停止表達(dá)，轉(zhuǎn)而表達(dá)白蛋白；在端粒最短的老年期，白蛋白基因逐漸停止表達(dá)，轉(zhuǎn)而表達(dá)一些對細(xì)胞有害的基因。 這就是基因表達(dá)的量變程序，它可以決定了你什么時候長胡子、什么時候生白發(fā)、什么時候患遺傳病、什么時候白蛋白不夠用、什么時候心臟停止跳動。這就是所謂的生老病死。由于白蛋白是我們正常生理不可缺少的蛋白質(zhì)，因此，當(dāng)白蛋白基因停止表達(dá)到一定程度，機體就會停止運作，也就是我們的死期，衰老死亡大體就是這么簡單。通俗地說，當(dāng)細(xì)胞活力下降到一定程度，細(xì)胞就不能應(yīng)付日常事務(wù)。由于個體是由細(xì)胞組成的，因此，當(dāng)大多數(shù)的體細(xì)胞的活力下降到一定程度，個體就會變得老態(tài)龍鐘，
直至死亡。3、 端粒驅(qū)動生命周期程序運作的證據(jù)β-半乳糖苷酶的含量在衰老的細(xì)胞內(nèi)是升高的。Bordner (1998)把端粒酶的催化亞基hTRT基因?qū)肴艘暰W(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞和包皮成纖細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞中的β -半乳糖苷酶含量就會減少，同時細(xì)胞出現(xiàn)年輕的表形，這相當(dāng)于生命周期程序開倒車了 ；終末分化細(xì)胞是不能發(fā)生進(jìn)一步分化的，但在個體生命中的不同時期，基因表達(dá)也不相同，已經(jīng)證明這種調(diào)節(jié)是受到端粒長度所左右，因為不分裂的終末細(xì)胞端粒也會縮短(Von Zglinicki等人，1995 ；Von Zglinicki, 1998)；皮膚角質(zhì)細(xì)胞可被導(dǎo)入的病毒癌基因(可激活端粒酶)逆轉(zhuǎn)(Barrandon 等人，1989)。作為生殖細(xì)胞的精子，端粒長度是15kb，是人體端粒最長的細(xì)胞。當(dāng)體細(xì)胞端粒長度只剩下6 7kb時，細(xì)胞已經(jīng)衰老到啟動凋亡的地步。如果把人的生命周期用一天24 小時表示，端粒長度代表指針位置，端粒長度達(dá)15kb的精子就相當(dāng)于O點，端粒只剩下6 7kb的體細(xì)胞就相當(dāng)于24點。端粒長度為12kb就相當(dāng)于中午的12點，也就是人的青春期。 因此，如果能夠把老年人的多能成體干細(xì)胞的端粒全部延長到12kb，生命周期就會撥回到中午12點的青春期。十二、細(xì)胞衰老和細(xì)胞分化有關(guān)的問題1、細(xì)胞衰老或抑制DNA甲基化的藥物也會使細(xì)胞DNA甲基化水平下降，但是，細(xì)胞必須設(shè)法保留DNA上與細(xì)胞分化類型有關(guān)的基因的那部分甲基，即不能完全清除DNA上的甲基，否則，細(xì)胞的特異分化性狀會失真。例如，反復(fù)用能抑制DNA甲基化的5-雜氮-脫氧胞嘧啶(5-aza-dC)來降低小鼠永生細(xì)胞系C3H10T1/2的DNA甲基化水平時不可能降到零 (最低到 0. 45% ) (Flatau 等人，1984)。2、由于細(xì)胞衰老或抑制DNA甲基化的藥物也會使細(xì)胞DNA甲基化水平下降，因此有人就認(rèn)為DNA甲基化水平下降是造成細(xì)胞衰老的原因，細(xì)胞衰老的分子鐘有可能是DNA 甲基化的丟失。我認(rèn)為DNA甲基化的丟失只是細(xì)胞衰老的一種伴生現(xiàn)象而已，而不是造成細(xì)胞衰老的原因。依據(jù)是，用SV40感染及大T抗原(兩者都會激活端粒酶)逆轉(zhuǎn)細(xì)胞衰老時，甲基化水平會重新上升(Matsumura等人，1989)。3、由于正常的體細(xì)胞每分裂一次，端粒就會縮短一小段，因此，很多研究者認(rèn)為端粒的作用是相當(dāng)于細(xì)胞分裂的計數(shù)器(時鐘)。然而，癌細(xì)胞分裂時，端粒已經(jīng)不會再進(jìn)一步地縮短，而細(xì)胞分裂卻從來沒有停下來，據(jù)此，把端?？醋骷?xì)胞分裂的計數(shù)器是不正確的。4、隨著個體越來越衰老，組織中的成體干細(xì)胞的數(shù)量就會越來越少，直到某些成體干細(xì)胞完全消失(據(jù)此，對于高齡的老人，在治療衰老時必須補充已經(jīng)消失的某種成體干細(xì)胞)。這是因為端?？s短會導(dǎo)致成體干細(xì)胞的自我更新率逐漸低于分化率。但成體干細(xì)胞數(shù)量下降不是造成個體衰老的原因，因為通過射線殺死動物組織中的成體干細(xì)胞，并不會加速動物衰老速度，而只能使動物變得虛弱。如果射線劑量低于致死量，動物的壽命反而會延長。
5、隨著人的年齡的增加，組織中成體干細(xì)胞的各種潛能會逐漸縮小，這是造成老年人組織的修復(fù)能力不如年輕人的原因，同時也是造成用成體干細(xì)胞移植治療心臟病等疾病并不能分化成完備的心肌細(xì)胞等細(xì)胞的原因。導(dǎo)致成體干細(xì)胞各種潛能縮小的原因與各種基因的表達(dá)活性譜的改變有關(guān)，而這又與端粒的縮短有關(guān)。例如，造血干細(xì)胞的端粒越短，端粒酶的活性就越低，重構(gòu)造血能力和增殖能也越低。當(dāng)然，只要端粒再度延伸，這種退化是可逆轉(zhuǎn)的。6、清除自由基的抗氧化劑不能改變動物的最大壽限，原因是雖然抗氧化劑會增加細(xì)胞分裂次數(shù)，但同時會縮短分裂時間。因此，衰老的自由基學(xué)說是錯誤的，自由基不是導(dǎo)致衰老的真正原因，而 僅僅是加速衰老的一個因素而已。細(xì)胞衰老時，清除自由基的酶的基因會逐漸關(guān)閉，從而導(dǎo)致自由基猖獗為害。如果衰老的細(xì)胞逆轉(zhuǎn)年輕，自由清除酶的基因也會重新打開，例如，癌細(xì)胞中清除自由基的酶的活性和胎兒細(xì)胞一樣高。已證明自由基是通過加速端?？s短速度來降低細(xì)胞分裂次數(shù)的。7、在年輕人的細(xì)胞中，突變的線粒體DNA是不會累積的。此外，在復(fù)制旺盛的干細(xì)胞中，突變的線粒體DNA會發(fā)生復(fù)制分離(implicative segregation)現(xiàn)象，使突變的DNA 逐漸減少。因此，線粒體DNA突變累積不是造成衰老的真正原因，而僅僅是加速衰老的一個繼發(fā)或伴生現(xiàn)象而已。8、在個體水平中，突變的細(xì)胞核的DNA :(1)可以修復(fù)；(2) —旦修復(fù)不好就會啟動細(xì)胞凋亡；(3)如果既修復(fù)不好也不發(fā)生凋亡，最終會被免疫細(xì)胞清除，因此，年輕的個體是不存在突變的細(xì)胞累積的問題。也就是說，造成個體突變的細(xì)胞的累積的真正原因是免疫系統(tǒng)的衰老，從而導(dǎo)使突變的細(xì)胞不能有效地清除。而造成免疫系統(tǒng)的衰老的真正原因是成體干細(xì)胞的衰老；脂褐素被認(rèn)為是不能降解的細(xì)胞垃圾，已發(fā)現(xiàn)也能降解。對已堆積脂褐素的小鼠給藥50天，結(jié)果脂褐素含量顯著下降(曾南等，1997)；有人認(rèn)為，細(xì)胞外膠原蛋白的交聯(lián)會束縛細(xì)胞分裂，是導(dǎo)致細(xì)胞衰老的原因之一。由于年輕的細(xì)胞會旺盛地分泌膠原酶等酶來更新細(xì)胞間質(zhì)，只因細(xì)胞衰老導(dǎo)致膠原酶合成量發(fā)生下降，以致使膠原蛋白轉(zhuǎn)換率發(fā)生下降。而且膠原蛋白的轉(zhuǎn)換率不是一成不變的，具有一定的可逆性，膠原蛋白是無法束縛細(xì)胞分裂的。例如，老年人如果光著腳走路一段時間，腳底的皮膚細(xì)胞會加快增殖， 越磨越厚。因此，細(xì)胞間質(zhì)成分的堆積也不是造成衰老的原因，而是衰老造成的結(jié)果。此外， 衰老的內(nèi)分泌功能退化或紊亂學(xué)說、神經(jīng)系統(tǒng)退化學(xué)說等等等等都不是導(dǎo)致衰老的真正原因，而只能算是衰老的繼發(fā)因素或衰老的伴生現(xiàn)象而已，因為生物在長期進(jìn)化的過程中，已進(jìn)化出了一套完善的防御和凈化系統(tǒng)，只因細(xì)胞衰老才導(dǎo)致這套防御和凈化系統(tǒng)的功能發(fā)生退化，從而使一些能夠加速衰老的因素猖獗為害。當(dāng)然，如果能夠使人體內(nèi)的多能成體干細(xì)胞的端粒長度恢復(fù)到年輕人的水平，這些防御系統(tǒng)的功能也會恢復(fù)到年輕人的水平，各種衰老的伴生、繼發(fā)現(xiàn)象也會不攻自破。9、生物進(jìn)化需要基因突變，因此，精子不但能夠突變，而且還能夠把突變株保留下來，睪丸屏障就是為了使精子能夠與免疫系統(tǒng)保持隔絕，以防止突變的細(xì)胞株被免疫細(xì)胞清除(即純化)。然后精子通過賽跑競爭，優(yōu)勝劣汰，只有強壯的精子才能與卵子結(jié)合。由于生殖細(xì)胞是徹底返老還童的細(xì)胞，據(jù)此可說明，突變不是導(dǎo)致衰老的原因之一，或者說生殖細(xì)胞是通過修復(fù)基因突變來實現(xiàn)返老還童的理論是錯誤的。
10、許多教科書把癌細(xì)胞看作未分化、無分化、去分化或異分化的細(xì)胞都是錯誤的，因為癌細(xì)胞還保留著起源組織的特有分化標(biāo)志，例如，成人的肝癌細(xì)胞仍然會表達(dá)胎肝細(xì)胞特有的代謝譜和酶的量分布譜，而且一旦除去致癌因素，就會恢復(fù)成正常的成人肝細(xì)胞。據(jù)此我認(rèn)為，把癌細(xì)胞看作是逆轉(zhuǎn)衰老的超年輕化或幼稚化的細(xì)胞才是正確的。11、許多教科書把免疫球蛋白基因和T細(xì)胞受體基因的重排現(xiàn)象視為是細(xì)胞分化中基因選擇性表達(dá)的原因是錯誤的，因為免疫球蛋白基因和T細(xì)胞受體基因的重排只涉及到翻譯成蛋白質(zhì)部分的DNA進(jìn)行與抗原對應(yīng)匹配的調(diào)整，而并沒有涉及到這 些基因的轉(zhuǎn)錄與否(開/關(guān))的調(diào)控。12、有人把染色體特異部位的異染色質(zhì)化、組蛋白的甲基化、乙酰化以及轉(zhuǎn)錄、翻譯和加工等過程的特異調(diào)控因子(包括發(fā)現(xiàn)獲得2006年諾貝爾獎的RNA干擾現(xiàn)象)視為細(xì)胞分化中基因選擇性表達(dá)的第一因素是錯誤的。因為參與這些環(huán)節(jié)的特異調(diào)控因子的蛋白質(zhì)、RNA等本身是不穩(wěn)定和易降解的，為此，這些特異調(diào)控因子還需要依賴基因的選擇性表達(dá)才能把分化性狀長期穩(wěn)定地維持下去，這樣問題又來了 是什么因素使這些特異調(diào)控因子的基因發(fā)生選擇性表達(dá)？問題又繞回到原地，無限循環(huán)。同樣的染色體，為什么有的部位會發(fā)生異染色質(zhì)化？有的不會？這應(yīng)該要把異染色質(zhì)化部位的DNA與常染色質(zhì)化部位的DNA進(jìn)行比較，研究發(fā)現(xiàn)，異染色質(zhì)化的部位的DNA 甲基化程度比常染色質(zhì)化部位的DNA高，也就是說，DNA要甲基化才能導(dǎo)致染色質(zhì)異染色質(zhì)化。13、果蠅和其它雙翅目昆蟲中的DNA不發(fā)生甲基化，它們細(xì)胞分化基因的選擇性表達(dá)的機制只能與DNA改變有關(guān)，比如靠改變基因調(diào)節(jié)區(qū)中某些DNA序列的重復(fù)次數(shù)或插入轉(zhuǎn)座子等元件或擴增基因，因此，被視為無用的重復(fù)序列也許可以充當(dāng)基因開關(guān)的作用。 但采用DNA甲基化與否的調(diào)節(jié)方式更具靈活性，故會被生物普遍采用，當(dāng)然，不能排除DNA 含有甲基化的生物的細(xì)胞分化還與DNA改變有關(guān)。14、采用DNA甲基化或改變DNA序列都能符合細(xì)胞分化中基因選擇性表達(dá)的第一因素的4個要求(1)在細(xì)胞分裂時它能復(fù)制一份，以便每個子細(xì)胞都有一份；(2)能受到調(diào)節(jié)分化的蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)；(3)具有基因開關(guān)的作用。(4)分子的穩(wěn)定性極好，這樣才能保持細(xì)胞分化后其性狀具有很好的穩(wěn)定性，例如，神經(jīng)細(xì)胞壽命幾乎與人相當(dāng)，其分化性狀也能保持終身不變。多數(shù)教科書認(rèn)為細(xì)胞分化后其性狀是通過蛋白質(zhì)或RNA類正反饋機制來保持穩(wěn)定的，但實驗卻否定了這一假說。例如，獲得諾貝爾獎的發(fā)現(xiàn)，RNA干擾現(xiàn)象會放大和傳染。 但兩種不同分化的細(xì)胞融合后再分離，也會恢復(fù)原來的兩種性狀，即不會傳染。15、入選驅(qū)動生命周期程序運作的驅(qū)動物質(zhì)必須要滿足6個要求(1)細(xì)胞分裂時它必須能復(fù)制一份，以便每個子細(xì)胞都有一份；(2)它必須在生殖細(xì)胞中預(yù)先儲備，而且儲量在個體的所有細(xì)胞中須最多，以便足夠?qū)戆l(fā)育成個體的整個生命周期的消耗(如果端粒是單純?yōu)榱私鉀Q染色體“末端隱縮問題”，在體細(xì)胞分裂的同時，端粒丟失多少可以補充多少，而無需在生殖細(xì)胞中作一次性的補充。例如，單細(xì)胞的生物在細(xì)胞分裂時，端粒丟失多少就可以同時補充多少。據(jù)此，在生殖細(xì)胞中大幅度延伸端粒的現(xiàn)象反而可以證明端粒與衰老有關(guān))；(3)體細(xì)胞每分裂一次，它必須消耗掉一部分，而且不能同時等量地一邊消耗和一邊補充(這就是返老還童藥至今沒有出現(xiàn)的原因)，而只能單向消耗或消耗量大于補充量。這是因為如果同時消耗量和補充量一樣多，就不能沿著時間軸產(chǎn)生“濃度梯度差”(計算機程序是靠電動機驅(qū)動的，生命周期程序是靠化學(xué)信號沿著時間軸產(chǎn)生濃度梯度差來驅(qū)動的)，基因也就無法進(jìn)行稱差次表達(dá)(順序表達(dá))，而基因不能順序表達(dá)，個體發(fā)育也就不能進(jìn)行，生物只能停滯在單細(xì)胞水平。單細(xì)胞生物不會發(fā)生分化和衰老就是因為這個原因。據(jù)此，要使衰老個體逆轉(zhuǎn)年輕，端粒只能以單向一次性方式凈延伸。即衰老不能停滯在某一水平，要么進(jìn)行衰老，要么逆轉(zhuǎn)衰老(例如，水母類、海鞘類等眾多的低等生物利用了長時間饑餓的單向一次性的方式來實現(xiàn)返老還童；據(jù)報道，2011年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“燈塔水母”(Turritopsis Nutricula)能夠返老還童，在達(dá)到性成熟年齡完成交配之后會以單向一次性的方式實現(xiàn)返老還童；生殖細(xì)胞靠減數(shù)分裂啟動端粒修復(fù)機制，使端粒在短時間內(nèi)一次性地延伸到足夠整個生命周期的消耗量；(4)各種導(dǎo)致細(xì)胞衰老的因素必須最終都是通過消耗它的儲量起作用的，例如，自由基會加速端?？s短速度；細(xì)胞中各種DNA突變、細(xì)胞垃圾中毒等等導(dǎo)致細(xì)胞死亡，干細(xì)胞為了補充死亡的細(xì)胞就會提高分裂頻率，而細(xì)胞分裂會導(dǎo)致端?？s短；限食可減緩端?？s短速度 ；女性比男性長壽是因為耗能比男性少，故女性端?？s短速度低于男性；目前已發(fā)現(xiàn)60多種基因與衰老有關(guān)，如抑癌基因P53、P21、Rb 等等，如P53、P21、Rb等高表達(dá)時細(xì)胞端?？s短加速；(5)整個分子的穩(wěn)定性要極好，沒有半衰期，因為個體的壽命長達(dá)百年，它必須要能陪襯終身；(6)它的儲量的多少能夠左右基因的轉(zhuǎn)錄速率，例如，Daniel Gottschling(1994)發(fā)現(xiàn)端粒會影響附近基因轉(zhuǎn)錄；叢羽生教授發(fā)現(xiàn)單單端粒酶催化亞基就可促進(jìn)血管內(nèi)皮生長因子基因轉(zhuǎn)錄。已知端粒完全能夠滿足上述的6個要求。有一個稱重復(fù)基因利用枯竭的衰老假說認(rèn)為，編碼阻遏DNA抑制劑基因表達(dá)的基因有許多拷貝，細(xì)胞每分裂一次，它就會喪失一份或數(shù)份拷貝，隨著分裂次數(shù)的增多，拷貝越來越少，最后阻遏物濃度下降到不足以阻遏DNA抑制劑產(chǎn)生時，DNA抑制劑就大量表達(dá)， 最終導(dǎo)致細(xì)胞分裂停止。該假說與端粒學(xué)說的模式是相類似的，可以說端粒學(xué)說是該假說的修正版。16、兄弟姐妹的排行，老大壽命往往相對比較長，性成熟相對比較早，身材比較矮小，排行越小壽命就越短，這種現(xiàn)象規(guī)律性很明顯，因此不可能是基因突變造成的。造成排行越小壽命就越短的原因可能是年齡較大的父母的生殖細(xì)胞因為衰老使構(gòu)建性甲基化酶不足，致使某些基因的DNA甲基化不足，以及生殖細(xì)胞端粒長度的不足所造成的。例如，克隆動物出生前往往體型過大、易早衰、易患病和夭折，為此，英國羅斯林研究所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，造成這種現(xiàn)象是一種稱為Igf2r蛋白質(zhì)的基因上缺乏甲基而導(dǎo)致過表達(dá)。Igf2r過表達(dá)會引起胎兒過度生長和死胎。此外，克隆羊多莉的端粒也比同齡羊短20%。17、細(xì)胞衰老并非只發(fā)生在生命的末期，而是貫穿整個生命周期，因為細(xì)胞衰老可以用來啟動細(xì)胞分化和個體發(fā)育(因為在胚胎發(fā)育到18周后，個體的細(xì)胞類型基本不再增力口，因此，出生后到老年期這段時間，身體發(fā)生的一系列的發(fā)育變化基本上是由細(xì)胞衰老來調(diào)控的)，例如，松果體釋放的激素會抑制性腺活動，人到了 10 14歲，松果體因衰老而發(fā)生退化，于是性腺就開始發(fā)育了 ；胚胎中的胰島素樣生長因子因細(xì)胞衰老導(dǎo)致合成下降，可使胚胎腎臟的一部分細(xì)胞凋亡，以此使腎臟管道化。18、關(guān)于癌癥發(fā)生的前因后果的解釋比較混亂，為此我必須要梳理一下2008年初，《細(xì)胞》(CELL)雜志有一專刊，認(rèn)為把端粒長度控制在細(xì)胞分裂20次左右可保持不生癌。我認(rèn)為這一設(shè)想是錯誤的。

癌基因是正常細(xì)胞不可缺少的基因，在細(xì)胞的正常增殖過程起到關(guān)鍵作用，據(jù)此可以說沒有什么癌基因，而應(yīng)該把癌基因改稱為“細(xì)胞增殖基因”。大多數(shù)的癌基因被激活時，端粒酶的活性都會升高。兒童患癌的幾率比老年人低很多，且兒童的癌基因和端粒酶的表達(dá)活性比老年人高得多；已知再生過程癌基因表達(dá)會升高。把蠑螈的眼睛的晶體剔除，把很強的致癌物質(zhì)注入眼球中，結(jié)果沒有生癌，而出現(xiàn)晶體再生(江口吾朗、渡邊憲二， 1986)。因此，癌基因表達(dá)活性的高低與癌癥的發(fā)病率無關(guān)，因為在癌基因和端粒酶活性高的細(xì)胞中，細(xì)胞的抗氧化能力和DNA的修復(fù)能力顯著高于癌基因表達(dá)活性低的細(xì)胞。同樣， 論端粒長度，兒童比老年人長，癌基因表達(dá)活性、端粒酶活性也高于老年人，細(xì)胞的抗氧化能力、DNA修復(fù)能力及免疫力也比老年人高，故癌癥發(fā)生率兒童比老年人低。此外，有很多可以激活癌基因和端粒酶的物質(zhì)反而是很好的抗癌藥，如植物血凝素(PHA)已被用于治療多種癌癥。所謂的衰老基因已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾十個，大多數(shù)是抑癌基因，這些基因是通過影響端粒長度來影響細(xì)胞壽命的，據(jù)此可以說這些都不是決定衰老的基因或說沒有什么衰老基因。但是，各種能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖的因素確實會提高癌癥的發(fā)生概率，如激素、生長因子、蛋白激酶C激活劑等等，這些因素主要是通過激活端粒酶來促進(jìn)細(xì)胞增殖的，但端粒酶仍然不是導(dǎo)致癌癥的真兇，而是細(xì)胞在增殖過程中，染色體和DNA在復(fù)制時更容易發(fā)生損傷。而一些能損傷DNA的致癌物質(zhì)或物理因素則是通過增加染色體和DNA的損傷率來增加癌癥發(fā)病概率的。抑癌基因P53較特殊，不能把它看成一般的抑癌基因，它是通過修復(fù)和清除突變的細(xì)胞來降低癌癥發(fā)病率，延長個體壽命的。而非通過抑制端粒酶來降低癌癥發(fā)病率的，相反，P53在修復(fù)細(xì)胞因放射線輻射等因素而導(dǎo)致的DNA損傷時，端粒酶的活性反而顯著升高，這個例子可以很好地說明端粒酶不是致癌物質(zhì)。癌細(xì)胞是發(fā)育年齡逆轉(zhuǎn)到胚胎發(fā)育10周前的細(xì)胞，會表達(dá)10周后已關(guān)閉的但10 周前曾經(jīng)表達(dá)過的基因，雖然癌細(xì)胞的遺傳背景與宿主相同，但因這些基因的產(chǎn)物沒有經(jīng)過胚胎發(fā)育期的免疫檢閱和耐受，以及基因的堿基突變，因此還是會受到宿主免疫系統(tǒng)的排斥，這就是機體抗癌的依據(jù)。但是，胚胎天生具有逃避母體免疫攻擊的功能，因此，一方面癌細(xì)胞即能被免疫系統(tǒng)識別并消滅，另一方面因為癌細(xì)胞具有與胚胎細(xì)胞的共性，抗原性較弱，免疫系統(tǒng)不易發(fā)現(xiàn)它，這樣，免疫功能衰弱的人就很容易患上癌癥。造成癌細(xì)胞基因順序表達(dá)發(fā)生到開車的現(xiàn)象不是細(xì)胞分化的倒退，而是端粒酶活性的上升或端粒長度的延伸造成的，因此，把癌細(xì)胞看作是逆轉(zhuǎn)衰老的超年輕化或幼稚化的細(xì)胞才是正確的，而非未分化、無分化、去分化或異分化的細(xì)胞。在細(xì)胞水平上，引起細(xì)胞癌變的基本原因是癌基因因各種原因而導(dǎo)致持續(xù)地過表達(dá)；而導(dǎo)致個體生癌的主要原因是免疫系統(tǒng)功能低下或有缺陷；在同一環(huán)境下，某些人容易患上癌癥，某些人卻不容易患上癌癥，這是遺傳易感性，即基因出了問題，使細(xì)胞容易突變，或/和免疫系統(tǒng)功能低下；導(dǎo)致現(xiàn)代人比古人癌癥發(fā)病率高的原因是(1)現(xiàn)代人平均壽命比古人高，而年齡越高，免疫功能就越低，就容易患癌癥；(2)各種污染。19、如果說端粒只起到穩(wěn)定染色體基因組的作用，而與衰老無關(guān)，那么，當(dāng)端?？s短到一定程度時，染色體基因組就會變得不穩(wěn)定而導(dǎo)致細(xì)胞死亡或癌變。據(jù)此，即使端粒與衰老無關(guān)，要想逆轉(zhuǎn)細(xì)胞衰老和防止細(xì)胞癌變，就必須要先延伸端粒，否則任何措施都無法挽救衰老與癌變。20、不但個體中的不同器官的衰老速度不一致，而且同一器官或同一組織的不同部位的細(xì)胞衰老速度也不一致，例如，人頭部的不同部位的頭發(fā)變白的時間是不一致的；眉毛、毫毛和頭發(fā)都是毛發(fā)，但長度與直徑卻各不不相同，這說明同樣是生長毛發(fā)的干細(xì)胞， 分化性狀只有相似而沒有完全相同。造成這一現(xiàn)象的原因可能與細(xì)胞分化性狀的細(xì)微差異有關(guān)，而這些差異又進(jìn)一步?jīng)Q定相應(yīng)細(xì)胞的端粒的縮短速度。這和再生區(qū)域編碼理論差不多，該理論認(rèn)為，個體由眾多區(qū)域鑲嵌而成，每一區(qū)域具有自己特定的遺傳編碼(Slack， 1980)。因此，來自個體同一部位的間充質(zhì)干細(xì)胞，能否完全分化和替代為個體的所有的器官組織的功能還是未知數(shù)。21、一般認(rèn)為鼠類的衰老與端?；蚨肆Ｃ笩o關(guān)，我認(rèn)為鼠類的衰老也與端?？s短或端粒酶活性降低有關(guān)(黃必錄.端粒衰老學(xué)說具有普適性.中國老年病雜志，2006， 3(2) :101.)。2011年中央電視臺10套《科技之光》報道，美國斯坦福大學(xué)科學(xué)家成功用端粒酶激活劑使相當(dāng)人80歲的小鼠發(fā)生返老還童，這如果是真實的，就可以證明鼠類的衰老與端粒是有關(guān)的。鼠類端粒較人類長，而且在細(xì)胞衰老過程端?？s短幅度較小，但壽命反而比人類短，這可能是鼠類基因的表達(dá)活性與端粒長度的劑量關(guān)系比人類高效，就像同一種治病藥物，用同一劑量，有的人感到療效顯著，有的人感到療效一般。22、限制能量的攝入可以延長小鼠最大壽命一倍，由于線粒體在進(jìn)行能量代謝時會產(chǎn)生大量的氧自由基，已證明自由基可使端?？s短，作為自由基清除劑的維生素E也能使培養(yǎng)的細(xì)胞分裂次數(shù)增加一倍，于是科學(xué)家就認(rèn)為限制能量攝入導(dǎo)致動物壽命延長的機制是通過減少自由基對端粒的破壞。但自由基清除劑并不能延長動物的最大壽限(Harman， 1960)，因此，把限制能量的攝入的延壽機制歸結(jié)于是減少自由基對端粒的破壞是不完全正確的。由于各種能夠抑制DNA合成的因素都會加速端粒的縮短、衰老的細(xì)胞也會產(chǎn)生DNA合成的抑制劑、用促進(jìn)DNA合成的物質(zhì)也能顯著提高動物的壽命。據(jù)此我認(rèn)為(黃必錄.衰老的機理意義及治療.燕京醫(yī)學(xué)通訊，1998 ；66 1056，本文2萬多字，介紹了許多衰老領(lǐng)域的前沿理論，是內(nèi)部刊物，要索取本文請到燕京函授醫(yī)學(xué)院，地址北京市海淀區(qū)復(fù)興路21 號(公主墳西北側(cè)衛(wèi)國中學(xué)內(nèi)))能量代謝主要是通過4個抑制DNA合成的途徑來縮短動物壽命的，舉例(1)攝入能量越多，能量代謝量也越大，產(chǎn)生的三磷酸腺苷(ATP)也越多， ATP能反饋性地抑制其它核苷酸的磷酸化，從而產(chǎn)生阻抑DNA的合成效應(yīng)。造成自由基清除劑如維生素E能使培養(yǎng)的細(xì)胞分裂次數(shù)增加一倍但卻不能使個體的壽命提高一倍的原因是(1)維生素E在提高細(xì)胞分裂次數(shù)的同時又提高了細(xì)胞分裂頻率，以致在一定時期內(nèi)提高了細(xì)胞的分裂次數(shù)；(2)個體內(nèi)的維生素E的濃度不能像培養(yǎng)液那樣高。線蟲中發(fā)現(xiàn)所謂的長壽基因，就是通過降低能量代謝率的代價，使線蟲處于昏睡的狀態(tài)來換取長壽的，采用這種辦法來延長人的壽命是不可取的。23、在細(xì)胞水平，缺乏端粒酶活性的細(xì)胞，端?？s短速度比端粒酶活性高的細(xì)胞更快。但在個體水平，胚胎期端粒縮短速度比成人期和老年期快一倍以上，而且胚胎期的(胚胎體細(xì)胞有端粒酶活性)端粒酶活性比成人期和老年期高，這與一般認(rèn)為端粒酶活性高， 端?？s短速度就慢相違背。
由于端粒酶活性的高低與細(xì)胞分裂頻率呈正相關(guān)，而且細(xì)胞有絲分裂是造成端粒縮短的原因，因此，胚胎細(xì)胞因端粒酶活性比較高，在一定時期內(nèi)細(xì)胞分裂次數(shù)就多，這樣就會造成胚胎端?？s短速度比成人期和老年期快。此外，端粒酶活性和端粒結(jié)合蛋白 (TRFl)的活性是呈正相關(guān)的。因此，端粒酶雖可延伸端粒，但TRFl卻會抑制端粒延伸，兩功互相抵消，甚至還會使端粒縮短的更快，這也是導(dǎo)致胚胎細(xì)胞端粒酶活性雖高，但端粒卻縮短的更快的原因。以前我看到一篇報道，干細(xì)胞移植到宿主的初期，端粒會迅速縮短，為此我感到很難過，后來又看到一篇報道，干細(xì)胞移植到宿主的初期會迅速分裂幾次，這使我不再難過， 因為端粒并沒有白白丟失，而是用來增殖干細(xì)胞的。上述的美國斯坦福大學(xué)用端粒酶抑制劑使小鼠早衰，然后用端粒酶激活劑又使它恢復(fù)年輕，其原因也是抑制端粒酶活性時，個體在同一時間下端?？s短速度并沒有加快，因此，重新激活端粒酶時，小鼠就會可逆性地恢復(fù)青春。這也是一些人根據(jù)實驗誤認(rèn)為端粒或端粒酶與鼠類衰老無關(guān)的原因；Yegorov et al的類似實驗也表明，在逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑 dine (AZT)和Carbovir存在下，鼠的胚胎成纖維細(xì)胞可以自發(fā)轉(zhuǎn)化形成無端粒酶的克隆， 發(fā)生類似于衰老的過程。這一抑制過程也是可逆的。既然端粒酶活性升高對延緩端?？s短速度作用不大，那干細(xì)胞為什么還要保持端粒酶的活性？我認(rèn)為端粒酶的主要作用是因不同類型的細(xì)胞需要不同的分裂活性和不同的端粒長度，而保持不同類型細(xì)胞端粒酶的不同活性就可以調(diào)制出不同的細(xì)胞分裂活性和不同的端粒長度。24、大腦具有全息性，大腦皮層切除一部分甚至一半(半腦人)記憶和技巧同樣能夠保留。腦細(xì)胞每天都有大量死亡和新生，記憶和技巧也同樣能夠保留。這對于干細(xì)胞移植治療大腦的一些疾病或使大腦返老還童是非常有利的，因為不會使已經(jīng)學(xué)習(xí)到的記憶和技巧被刪除掉。那么新產(chǎn)生的神經(jīng)細(xì)胞是如何復(fù)制(繼承)已有的記憶信息和網(wǎng)絡(luò)的連接構(gòu)造的呢？這是個諾貝爾獎級的課題。25、人的胚胎發(fā)育過程，從第10周開始到18周，T細(xì)胞和抗原相互作用導(dǎo)致對抗原產(chǎn)生永久的無反應(yīng)性(或稱耐受性)，這些T細(xì)胞(稱“免疫耐受性T細(xì)胞”)能夠把產(chǎn)生自身抗體的B細(xì)胞刪除掉，以防止免疫系統(tǒng)攻擊自身的組織細(xì)胞，這些T細(xì)胞具有記憶性，而且細(xì)胞的壽命和人一樣長。如果這些T細(xì)胞因為衰老而導(dǎo)致數(shù)量減少或活性降低，都會引發(fā)自身免疫反應(yīng)。一般認(rèn)為，自身免疫的發(fā)病機制是自身細(xì)胞的抗原組份發(fā)生改變所致，這種解釋在一些情況下并不適用，老年人發(fā)生的一些自身免疫病，可能是這些T細(xì)胞因衰老導(dǎo)致本身的數(shù)量和活性下降所致。因此，使個體返老還童，這些T細(xì)胞必須也要一同返老還童，否則，我們會因為自身免疫的大發(fā)作而斃命。但是，如何使這些T細(xì)胞返老還童是一個非常有挑戰(zhàn)性的課題，也是個諾貝爾獎級的課題。T細(xì)胞生長因子或稱白細(xì)胞介素2(IL_2)和抗原不斷再刺激的方法可使T細(xì)胞在體外不斷傳代，因此，不能排除耐受性T細(xì)胞在體內(nèi)實際上是不會衰老的，而在體內(nèi)呈現(xiàn)出衰老的特征只是受到衰老個體的體液的影響，如果個體其它細(xì)胞恢復(fù)青春，耐受性T細(xì)胞也有可能會恢復(fù)青春。十三、逆轉(zhuǎn)細(xì)胞衰老的途徑精子的端粒長度是15kb，由受精卵經(jīng)過數(shù)次分裂而來的多能成體干細(xì)胞，端粒會縮短一些，因此，治療用的胚胎干細(xì)胞(ES)或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induction of pluripotent stem cells, iPS)的端粒最佳長度是14kb ；兒童成體多能干細(xì)胞的端粒長度為13kb，經(jīng)過增殖后會 縮短，因此，治療用的多能成體干細(xì)胞的端粒長度最佳是14kb。然后把自體的多能成體干細(xì)胞的懸液注回老年人體內(nèi)，成體干細(xì)胞會通過血液循環(huán)并自動遷移和定居到相應(yīng)的器官組織中。在器官組織中的少量幼稚的多能成體干細(xì)胞，一方面通過細(xì)胞自我復(fù)制以增加組織中年輕的多能成體干細(xì)胞的基數(shù)，另一方面通過細(xì)胞分化以替代組織中衰老的非干細(xì)胞。1、制造年輕的干細(xì)胞的途徑(1)把0ct3/4等四個基因轉(zhuǎn)入體細(xì)胞，體細(xì)胞會經(jīng)去分化和再分化，即重編程，變成iPS(山中伸彌等人，2006)，再把iPS培養(yǎng)分化成具有多向分化潛能的造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等。羊水中含有干細(xì)胞，而且有些干細(xì)胞也會表達(dá)0ct3/4基因。(3)用自己體細(xì)胞核克隆的胚胎干細(xì)胞(ES)，缺點是很難同時生產(chǎn)許多個ES，因此，存在著使用的ES可能是突變株，也可能不是突變株，無法辨別。如果移植用的是突變株，最終會被宿主免疫排斥，如果不被排斥，宿主會產(chǎn)生各種無法預(yù)知的病變。雖然ES或iPS在體內(nèi)外都可以分化成各種成體干細(xì)胞，但是，直接把ES或iPS 植入人體(1)由于ES或iPS是胚胎產(chǎn)生免疫耐受期之前的細(xì)胞，有一些抗原沒有經(jīng)過免疫識別耐受，因此，即使遺傳背景與患者相同，患者體內(nèi)的免疫系統(tǒng)也會把它當(dāng)做異物排斥掉，《參考消息》報2011. 5. 16日第七版題為“人工干細(xì)胞動物實驗失敗”，說英國科學(xué)家把 iPS移植到小鼠體內(nèi)遭到排斥，造成這種后果我曾經(jīng)(燕京醫(yī)學(xué)通訊，1998 ；66 :1058、1060) 說過，轉(zhuǎn)化(年輕化)的干細(xì)胞可能會表達(dá)胚胎免疫沒有識別耐受的胚性抗原，會引發(fā)免疫排斥，如iPS或ES會表達(dá)0ct3/4基因，而該基因在成人則沒有表達(dá)。因此，該基因的產(chǎn)物是胚胎干細(xì)胞獨有的，沒有經(jīng)過胎兒免疫識別耐受。我認(rèn)為剛誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化的iPS需要經(jīng)過培養(yǎng)分化成成體干細(xì)胞，使0ct3/4等胚胎早期基因停止表達(dá)后再移植到個體內(nèi)就可避免免疫排斥；(2)直接植入體內(nèi)，如果能夠成活，也會產(chǎn)生畸胎瘤；(3)雖然在體外培養(yǎng)的條件下的 ES或iPS也可以分化成成體干細(xì)胞，但是，在體外培養(yǎng)的條件下每3個細(xì)胞分裂一次就有 1次突變發(fā)生，并且其突變具有累積效應(yīng)，因此，經(jīng)過若干代增殖后，一群細(xì)胞中的大部分細(xì)胞都是突變的，沒有應(yīng)用價值。ES和iPS都會表達(dá)0ct3/4基因，0ct3/4基因的表達(dá)能夠保持端粒長度的恒定，使細(xì)胞永生化。而成體干細(xì)胞0ct3/4基因沒有表達(dá)，因此，成體干細(xì)胞的端粒會越來越短，壽命有限。但是，人工生產(chǎn)的ES和iPS或取自自然的經(jīng)過培養(yǎng)后多次分裂的ES，雖然端粒長度保持了恒定，但是端粒長度還是不如自然的受精卵，例如，經(jīng)過培養(yǎng)和多次分裂的ESj^ 粒長度只有8 12kb (Amit等人)，只相當(dāng)于成人干細(xì)胞端粒的長度。因此，人工用體細(xì)胞核克隆的ES或誘導(dǎo)的iPS的年輕程度不如自然的受精卵，即生命周期無法撥回到0點，去衰老效果可能不理想。如自然精子的端粒長度可達(dá)15kb，而卵子在受精后，卵子的端粒又會延長。近年來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)有一些腫瘤細(xì)胞并不依賴于端粒酶來維持端粒的長度，他們將這一現(xiàn)象稱之為“端粒延長替代機制”(alternative lengthening of telomeres，ALT)。 因此，生殖細(xì)胞有可能是靠同源重組來快速延伸端粒的，否則，體細(xì)胞中不會存在這種延伸端粒機制的基因，以致不會突變出這種癌細(xì)胞。
一篇發(fā)表在《Nature Cell Biology》雜志上的一篇報道“卵母細(xì)胞和精原細(xì)胞的端粒比體細(xì)胞短，但通過減數(shù)分裂端粒長度會大幅度增加，在端粒酶缺失的小鼠的早期分裂胚胎中發(fā)現(xiàn)端粒竟然也會延伸，在成熟卵母細(xì)胞和卵裂期胚胎中，端粒酶活性降低或消失，端粒長度卻大幅度增加，之后胚泡中又重新恢復(fù)端粒酶活性，同時伴隨著端粒酶活性的增加，端粒延伸卻減慢。為此科學(xué)家們得出結(jié)論，認(rèn)為在早期卵裂時，端粒延長可能是由于同源重組機制，而從囊胚期開始，端粒酶僅是維持已經(jīng)確定的端粒的長度”。這可說明隨著端粒長度的增加，端粒酶延伸端粒會越來越困難，要想延伸干細(xì)胞的端粒，不能靠端粒酶，而只能采用端粒DNA的同源重組技術(shù)。在受精卵中，端粒的延伸是靠端粒DNA的同源重組；在無端粒酶活性的永生化癌細(xì)胞中，其端粒長度的維持也是靠一種特殊的染色體外端粒重復(fù)序列DNA。在這類癌細(xì)胞中，已發(fā)現(xiàn)一種核小體的特殊形式(包括端粒DNA，端粒特異結(jié)合蛋白，參與重組的蛋白)通過同原源重組來延伸端粒。據(jù)此，可向干細(xì)胞內(nèi)輸入外來的端粒重復(fù)序列DNA，如人工合成的長度達(dá)到Ikbd的端粒DNA片段，在一些能連接端粒DNA片段的酶的作用下把端粒DNA片段連接到染色體端粒DNA的末端，使多能成體干細(xì)胞的端粒跳躍式地凈延伸。近日來自約翰·霍普金斯大學(xué)的Meeker等人在一些特異的腫瘤細(xì)胞中解析了這一端粒延長替代機制，他們發(fā)現(xiàn)兩個基因突變與這些腫瘤不依賴于端粒酶的端粒維持密切相關(guān)。這一研究成果在線發(fā)表在2011年6月30日的《科學(xué)》(Science)雜志上。Meeker和他的同事們更深入地研究了這兩個基因在端粒維持中的特殊作用。研究人員針對基因組繪圖研究中來自41名患者的胰腺內(nèi)分泌腫瘤組織樣品進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其中25位患者的胰腺內(nèi)分泌腫瘤細(xì)胞中存在端粒替代延長的特征性標(biāo)記。特異性靶向端粒的熒光染料染色顯示在25個腫瘤組織樣品中均存在“端粒DNA的大量積聚”，每個熒光點的強度大約是正常細(xì)胞中端粒DNA的100倍。在這25個樣品中，有19個樣品包含有ATRX或DAXX基因突變。其中6個樣品雖未發(fā)現(xiàn)ATRX或DAXX基因突變，然而這些腫瘤細(xì)胞均沒有ATRX和DAXX基因表達(dá)。而在缺乏端粒替代延長標(biāo)記的其余16個樣品中既沒有發(fā)現(xiàn)基因突變，而且ATRX和DAXX基因表達(dá)正常。據(jù)此，我們可以用熟知技術(shù)如反義寡核苷酸、RNA干擾及抗體來封閉干細(xì)胞中的 ATRX和DAXX基因表達(dá)或抑制ATRX和DAXX基因的蛋白活性，以誘導(dǎo)端粒發(fā)生同源重組，如果端粒能夠大幅度延伸，其實用或意義將會超過發(fā)明制造iPS細(xì)胞，是諾貝爾獎級的成果。ES和iPS都是經(jīng)過重編程的細(xì)胞，即用不同的途徑制造的同一種細(xì)胞，但制造iPS 比制造ES容易得多，而且沒有異種線粒體混雜的優(yōu)點，因此，iPS必將取代ES。十四、與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)上面只要是介紹衰老領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論，下面再介紹幾個與本發(fā)明最貼近的現(xiàn)成的成果，以便更容易理解本發(fā)明。把129-S系小鼠畸胎癌細(xì)胞，移植到C57_b系小鼠的囊胚里，然后，再將囊胚移植到其它養(yǎng)母鼠的子宮內(nèi)，使其進(jìn)一步發(fā)育，結(jié)果產(chǎn)下了種系互相混雜的呈鑲嵌花樣的正常的小鼠，而且一切組織、器官都是由這兩種小鼠的體細(xì)胞組成的(Mintz，1978)。如果人的細(xì)胞與動物的細(xì)胞嵌合在一起，就稱為“人_獸嵌合體”。我們可以從中提取人的干細(xì)胞。一種經(jīng)過基因改造的小鼠，它因此不能長出胰臟(在本文的發(fā)明內(nèi)容里，我把經(jīng)過這種基因改造而不能長出肝臟的動物稱為“肝臟缺失動物”)，給這種小鼠的囊胚注射大鼠的iPS，然后把囊胚移植到假孕的小鼠子宮中，發(fā)育長大，結(jié)果產(chǎn)下了除了神經(jīng)，血管和某些間隙成分是小鼠的外，其余大部分都是由大鼠體細(xì)胞構(gòu)成的功能正常的胰腺(中內(nèi)弘光，2010)。這種方法叫做“種間囊胚補足”(interspecific blastocyst complementation)，意思是，另一個物種的細(xì)胞補足了一個有缺陷物種不能生成的器官。我們可以用種間囊胚補足技術(shù)用動物生產(chǎn)含有大部分人的細(xì)胞的器官或組織。把動物的器官移植到人類可以解決器官來源不足的問題。但要把動物的器官移植到人類，首先要對動物的基因組進(jìn)行改造，使人的免疫系統(tǒng)不會超急排斥動物的器官，即把動物(器官提供者)的基因組中會引起人(器官接受者)免疫排斥的基因“敲出”，同時插入人的基因(在本文的發(fā)明內(nèi)容里，我把經(jīng)過這種基因改造而不會引發(fā)人免疫系統(tǒng)對動物細(xì)胞產(chǎn)生超急排斥的動物稱為“弱抗原動物”)，經(jīng)過科學(xué)家10多年的努力，經(jīng)過基因改造的豬現(xiàn)在已接近初步臨床應(yīng)用了。中國科學(xué)院動物研究所研究員周琪和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授曾凡一分別領(lǐng)導(dǎo)的研究組完成一項研究，利用iPS細(xì)胞，通過四倍體囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠。這意味著把人iPS細(xì)胞注入四倍體的動物囊胚里可以制造出含有人細(xì)胞比例較大的器官或組織。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使人體中的器官組織恢復(fù)青春的方法，其特征包括方案一步驟1、把人的體細(xì)胞制造成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induction ofpluripotent stem cells, iPS)ο2、把iPS注入動物的囊胚里。3、然后囊胚移植到假孕的動物子宮中發(fā)育成胚胎。4、胚胎發(fā)育到肝臟造血旺盛期取出胎肝。5、把胎肝制成肝臟細(xì)胞懸液，然后輸入與iPS供者遺傳背景相同的人體內(nèi)。6、移植后根據(jù)實際情況使用抗排異藥物。方案二步驟1、把人的體細(xì)胞制造成的iPS培養(yǎng)成胚狀體(embryoid bodies, EBs)集落或注入囊胚中再移入子宮中發(fā)育成卵黃囊。。2、取出胚狀體集落或卵黃囊制成細(xì)胞懸液，然后注入胎肝剛開始產(chǎn)生造血時的動物胚胎體內(nèi)。3、胚胎發(fā)育到肝臟造血旺盛期從胚胎中取出胎肝。4、把胎肝制成肝臟細(xì)胞懸液，然后輸入與iPS供者遺傳背景相同的人體內(nèi)。5、移植后根據(jù)實際情況使用抗排異藥物。本發(fā)明具有多能成體干細(xì)胞來源充足，年齡幼稚，多向分化潛能大，人的多能成體干細(xì)胞的遺傳背景與受者的人相同，因此，不會遭到受者免疫系統(tǒng)的排斥。
具體實施方式
下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。按此目的提供的使人體中的器官組織恢復(fù)青春的方法，其特征包括方案一步驟1、把人的體細(xì)胞制造成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induction of pluripotent stem cells, iPS)ο2、2. 1、把iPS注入普通動物的囊胚里；2. 2、把iPS注入弱抗原動物的囊胚里； 2. 3、把iPS注入肝臟缺失動物的囊胚里。2. 4、把iPS注入肝臟缺失-弱抗原的動物的囊胚里；2.5、把iPS注入四倍體動物的囊胚里。所用的動物囊胚可以是豬、羊、鼠類、靈長類等。3、然后囊胚移植到假孕的動物子宮中發(fā)育成胚胎。4、待胚胎發(fā)育到肝臟造血旺盛，但脾還沒有造血時期剖腹或引產(chǎn)，然后從胚胎中取出胎肝。5、把胎肝制成肝臟細(xì)胞懸液、或去除肝細(xì)胞后剩下含有多種多能成體干細(xì)胞的懸液、或分離出人的各種多能成體干細(xì)胞，然后將它從動脈或靜脈輸入與iPS供者遺傳背景相同的人體內(nèi)，其中的動物細(xì)胞會被人的免疫系統(tǒng)刪除掉。在綿羊中移植人的間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，人的間充質(zhì)干細(xì)胞幾乎可以整合到綿羊的所有器官組織中。6、移植后根據(jù)實際情況使用抗排異藥物。所述的“2.2、把iPS注入經(jīng)過基因改造，人的免疫系統(tǒng)不會對它的細(xì)胞產(chǎn)生超急排斥的動物的囊胚里；”，這種胎肝懸液即使沒有經(jīng)過干細(xì)胞分離工序，直接注入人體內(nèi)也不會引起受者的免疫系統(tǒng)的超急排斥；所述的“2.3、把iPS注入肝臟缺失動物的囊胚里；”，這種胎肝的肝細(xì)胞也是來自人的iPS，肝臟細(xì)胞懸液直接注入人體，免疫排斥強度也很低；所述的“2.4、把iPS注入肝臟缺失-弱抗原的動物的囊胚里；”，這種動物是經(jīng)過基因改造，抗原性較弱，而且又不會長出肝臟，需要人細(xì)胞進(jìn)行種間囊胚補足才能長出肝臟。這種胎肝遭受者免疫系統(tǒng)的排斥非常微弱；所述的“2. 5、把iPS注入四倍體動物的囊胚里。”， 這種胎肝懸液幾乎不會引起受者的免疫排斥，胎肝中大部分的成體多能干細(xì)胞來自iPS。脾還沒有造血時期的胎肝多能成體干細(xì)胞含量最多，因為還沒開始遷移掉。人-獸嵌合體中的動物細(xì)胞，在受者體內(nèi)會遭到受者的免疫系統(tǒng)強弱不等的排斥，因此，要根據(jù)實際情況進(jìn)行干細(xì)胞分離或使用免疫抑制劑。方案二步驟1、把人的體細(xì)胞制造成的iPS培養(yǎng)成胚狀體集落或注入囊胚中再移入子宮發(fā)育
成卵黃囊。2、取出胚狀體集落或卵黃囊制成細(xì)胞懸液，或分離出卵黃囊或胚狀體集落中的人干細(xì)胞，然后注入胎肝剛開始產(chǎn)生造血時的動物胚胎體內(nèi)。為了增加胎肝中人的干細(xì)胞數(shù)量，所用的動物胚胎在胎肝還沒有造血之前先切除動物的卵黃囊或用注射抗體交聯(lián)毒素刪除動物胚胎中卵黃囊的干細(xì)胞。在鼠胚切除卵黃囊時發(fā)現(xiàn)，雖然心跳如前，但是胎肝不能造血，也沒有發(fā)現(xiàn)造血干細(xì)胞，若加入卵黃囊，胎肝就會出現(xiàn)造血干細(xì)胞和恢復(fù)造血。所用的動物胚胎可以是豬、羊、鼠類、靈長類或雞等。3、待胚胎發(fā)育到肝臟造血旺盛，但脾還沒有造血時期剖腹或引產(chǎn)，然后從胚胎中取出胎肝。4、把胎肝制成肝臟細(xì)胞懸液、或去除肝細(xì)胞后剩下含有多種多能成體干細(xì)胞的懸液、或分離出人的各種多能成體干細(xì)胞，然后將它從動脈或靜脈輸入與iPS供者遺傳背景相同的人體內(nèi)，其中的動物細(xì)胞會被人的免疫系統(tǒng)刪除掉。5、移植后根據(jù)實際情況使用抗排異藥物。造血、內(nèi)皮及間充質(zhì)的干細(xì)胞最初來自卵黃囊，但是，研究表面，把早期的卵黃囊移植到免疫缺陷的成年動物之后，幾乎沒有細(xì)胞還具有增殖能力，可能是早期的干細(xì)胞在成熟的環(huán)境下不能發(fā)揮作用(Mvller等人，1994)。此外，即使卵黃囊移植到成年動物之后細(xì)胞能夠增殖，但由于卵黃囊細(xì)胞是胚胎產(chǎn)生免疫耐受期之前的細(xì)胞，能夠表達(dá)免疫系統(tǒng)沒有經(jīng)過檢閱和產(chǎn)生耐受性的胚性抗原，因此也會被受者的免疫系統(tǒng)刪除掉；ES(iPS也能形成胚狀體集落)在懸浮條件下培養(yǎng)會自發(fā)地形成所謂的胚狀體集落，和卵黃囊一樣，胚狀體集落含有許多不同種類的干細(xì)胞前體，包括造血、內(nèi)皮及間充質(zhì)的干細(xì)胞(Doetschman 等人，1985 ；Keller, 1996)，胚狀體所含的干細(xì)胞的年齡和卵黃囊中的干細(xì)胞一樣幼稚；因此，胚狀體集落和卵黃囊一樣無法在免疫力正常的成年動物中生存。如果把卵黃囊細(xì)胞移植到幼子的肝臟中就能夠生存和增殖，然后再把它移植到成年動物體內(nèi)，就能夠在骨髓中產(chǎn)生造血功能(Yoder等人，1997)。據(jù)此，本發(fā)明把卵黃囊和胚狀體集落的細(xì)胞注入到胚胎，造血、內(nèi)皮及間充質(zhì)的干細(xì)胞會自動歸巢到胎肝中繼續(xù)發(fā)育成熟。細(xì)胞分裂可以導(dǎo)致端?？s短，端?？s短可以導(dǎo)致端粒酶活性下降(Allsopp等人，1992，1995 ；Hodes, 1999) 0研究表明，人的造血干細(xì)胞隨著年齡的增長端粒長度縮短 (Vaziri等人，1994)，干細(xì)胞的端粒酶活性越低，增殖力下降，長期重構(gòu)潛能也會越低。胎肝中不但含有造血、內(nèi)皮及間充質(zhì)的干細(xì)胞，而且來自胎肝的多能成體干細(xì)胞，年齡比來自骨髓的更幼稚，端粒更長，增殖和多向分化潛能更大，因此，移植來自胎肝的多能成體干細(xì)胞使個體內(nèi)的器官組織恢復(fù)青春的效果比來自骨髓的更好。人胎肝在胎齡9周齡時造血功能旺盛，此時T細(xì)胞還沒有建立起免疫耐受性的誘導(dǎo)，大約在胎齡10周時開始建立了免疫耐受性T細(xì)胞。如果是人-動物嵌合物的胎肝，其中包含人的免疫耐受性T細(xì)胞，移植到人體后不但會使人體允許動物細(xì)胞在人體中生存， 而且也允許突變的來自胎肝的人干細(xì)胞在人體內(nèi)生存。因此，取用的人-動物嵌合物的胎肝最好不要接近人T細(xì)胞產(chǎn)生和建立免疫耐受性的時期，否則，在體外就要采用人T細(xì)胞專用抗體--交聯(lián)物，如抗體交聯(lián)毒素刪除掉胎肝細(xì)胞懸液中的人T細(xì)胞。綿羊胎齡65天肝臟造血功能旺盛，此時骨髓發(fā)育十分有限，75天之前還沒有建立起免疫耐受性的誘導(dǎo)，這和人差不多。因此，如果是人_綿羊嵌合體，取胎肝時，胎齡不能超過75天，最好在脾還沒有造血時期，其它品種的動物可根據(jù)實際情況確定取胎肝時期。1959年，國外已開始利用胎肝制成細(xì)胞懸液注入人體的臨床實驗，但是，由于供者遺傳背景與受者不相同，大約經(jīng)過45天，供者細(xì)胞會被受者免疫系統(tǒng)刪除掉，而且用的是 4 5個月的胎肝，其中的造血干細(xì)胞大部分遷移到了骨髓組織中。本發(fā)明的胎肝是取自含人的多能成體干細(xì)胞含量最豐富的時期，細(xì)胞年齡低，比骨髓細(xì)胞有更大的多向分化潛能， 增殖代數(shù)和分裂活性，而且遺傳背景和受者的人相同，不會被受者的免疫系統(tǒng)排斥掉，可以在受者體內(nèi)長期生存和發(fā)揮作用。除了利用人-動物嵌合體的胎肝外，羊水、臍帶血、胎盤和胚胎的其它器官組織也可以提取人的成體干細(xì)胞。 本發(fā)明的各種技術(shù)是現(xiàn)成的，這里無需贅述，請查看相關(guān)文獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.使人體中的器官組織恢復(fù)青春的方法，其特征包括方案一步驟1、把人的體細(xì)胞制造成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induction of pluripotent stem cells, iPS) ；2、2. 1、把 iPS 注入普通動物的囊胚里；2. 2、把iPS注入弱抗原動物的囊胚里；2. 3、把iPS注入肝臟缺失動物的囊胚里；2. 4、把iPS注入肝臟缺失-弱抗原的動物的囊胚里；2. 5、把iPS注入四倍體動物的囊胚里；3、然后囊胚移植到假孕的動物子宮中發(fā)育成胚胎；4、待胚胎發(fā)育到肝臟造血旺盛，但脾還沒有造血時期剖腹或引產(chǎn)，然后從胚胎中取出胎肝；5、把胎肝制成肝臟細(xì)胞懸液、或去除肝細(xì)胞后剩下含有多種多能成體干細(xì)胞的懸液、或分離出人的各種多能成體干細(xì)胞，然后將它從動脈或靜脈輸入與iPS供者遺傳背景相同的人體內(nèi)，其中的動物細(xì)胞會被人的免疫系統(tǒng)刪除掉；6、移植后根據(jù)實際情況使用抗排異藥物；方案二步驟1、把人的體細(xì)胞制造成的iPS培養(yǎng)成胚狀體集落或注入囊胚中再移入子宮發(fā)育成卵黃囊；2、取出胚狀體集落或卵黃囊制成細(xì)胞懸液，或分離出卵黃囊或胚狀體集落中的人干細(xì)胞，然后注入胎肝剛開始產(chǎn) 生造血時的動物胚胎體內(nèi)；3、待胚胎發(fā)育到肝臟造血旺盛，但脾還沒有造血時期剖腹或引產(chǎn)，然后從胚胎中取出胎肝；4、把胎肝制成肝臟細(xì)胞懸液、或去除肝細(xì)胞后剩下含有多種多能成體干細(xì)胞的懸液、或分離出人的各種多能成體干細(xì)胞，然后將它從動脈或靜脈輸入與iPS供者遺傳背景相同的人體內(nèi)，其中的動物細(xì)胞會被人的免疫系統(tǒng)刪除掉；5、移植后根據(jù)實際情況使用抗排異藥物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使人體中的器官組織恢復(fù)青春的方法，其特征是所述的為了增加胎肝中人的干細(xì)胞數(shù)量，所用的動物胚胎在胎肝還沒有造血之前先切除動物的卵黃囊或用注射抗體交聯(lián)毒素刪除動物胚胎中卵黃囊的干細(xì)胞。
全文摘要
本發(fā)明涉及衰老生物學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及使人體中的器官組織恢復(fù)青春的方法，方法步驟包括利用人的體細(xì)胞制造iPS，然后把iPS注入動物的囊胚中，把囊胚移植到動物子宮中發(fā)育成胚胎。待胚胎發(fā)育到肝臟造血旺盛，從胚胎中取出胎肝，把胎肝制成細(xì)胞懸液輸入與iPS供者遺傳背景相同的老年人體內(nèi)，胎肝中年幼的多能成體干細(xì)胞就會定居在衰老的人體骨髓等組織中，然后再通過血液循環(huán)散布到個體的各種器官組織中(其中的動物細(xì)胞會被受者的免疫系統(tǒng)所刪除)，并通過細(xì)胞增殖和細(xì)胞分化來更新老年人體內(nèi)的衰老的細(xì)胞，就像更新一部汽車中的各種磨損的零部件一樣，使老年人的器官組織恢復(fù)青春活力，使一些與衰老有關(guān)的疾病不治而愈。
文檔編號A61P39/06GK102379900SQ20111031683
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月4日
發(fā)明者黃必錄 申請人:黃必錄