科學人 發行日期:2012/12 刊號:130
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沉默的細胞叛徒

撰文╱斯蒂普(David Stipp) 翻譯╱林雅玲

 身體裡不再分裂的細胞,一直被認定能對抗癌症的形成,但現在卻發現,它們是造成癌症和老化的嫌犯。

重點提要
■研究人員曾經認為,永遠失去分裂能力的衰老細胞會破壞細胞修補而造成老化;當細胞受損時可能導致細胞增殖不受控制,細胞進入老化期可能避免癌化。
■雖然衰老細胞參與組織和身體老化的論點一度失去關注,不過最近這個觀點又獲得新的支持。
■最近的研究顯示,細胞以過去我們以為的方式刺激發炎反應而造成老化,還會傷害鄰近細胞而促發癌症。
■一些實驗小鼠研究顯示,阻止細胞衰老可能有助減緩老化,並延遲一些老化相關疾病的發生。

1999年,美國梅約醫院的范德爾森(Jan M. van Deursen)與同事想了解染色體受損是否會引發癌症。他們讓基因改造的實驗小鼠缺乏一種維持染色體完整的蛋白質,小鼠的DNA折疊也確實受干擾;然而令人驚訝的是,小鼠並未長出腫瘤,卻發展出一些奇怪的綜合病症,包括白內障、肌肉萎縮、皮下脂肪層迅速變薄和脊髓嚴重彎曲到外觀看來像單峰駱駝,壽命也比較短。

范德爾森不清楚為何會有這些特殊的異常現象。之後在2002年,他讀到一篇有關小鼠加速老化的研究報告,驚訝地看到圖片裡小鼠隨著老化隆起的背。他突然間想到:他自己的小鼠也有駝峰般的背,而且也異常快速老化。進一步研究後,梅約醫院團隊發現,小鼠很多組織裡的細胞提早進入老化狀態,此時細胞永遠失去分裂能力,並出現他種形式的異常。喪失細胞分裂能力,可解釋范德爾森團隊發現的骨骼、肌肉、眼睛和皮膚異常。

之後研究人員繼續研究老化症狀的形成,他們導入第二種基因變異,這能消滅小鼠新形成的衰老細胞,進而減緩多種老化徵兆。2011年11月發表的研究結果,把細胞衰老領域帶領到老化科學的前線,也賦予50多年前形成但具爭議的論點「失去分裂能力的細胞會導致身體隨著時間退化」一個新生命。其他近期的研究也因為相關的理由,將眾人的目光吸引到老化程序。細胞衰老一直被認為是身體用來抵抗腫瘤的方法的同時,它其實有兩種影響,以某種方式阻止腫瘤生長,卻用另外的方式促進腫瘤。

新發現顯示延遲細胞進入老化期,可能幫助減緩伴隨年老而來的癌症與其他疾病。梅約醫院團隊去除小鼠衰老細胞的做法需要複雜的基因改造,同樣方法短時間不太可能用在人身上。不過故事還沒結束,可能有更簡單又適合的方式可以達到目標。

疲累的老細胞

衰老細胞的研究是一個令人驚奇又不斷翻新的故事。一開始,生物學家認為它們只是精力耗盡而無法繁殖的細胞。黑弗利克(Leonard Hayflick)和其他研究人員在1961年發現「老化期」,認為人類細胞分裂約50次後,會因為某種分子計時器而引發老化期。他提出,前述所謂細胞分裂的「黑弗利克極限」,可能是身體老化的基礎,因為細胞停止繁殖可能造成受損組織無法修補。他也認定細胞的自然程式就是會在分裂固定次數後失去動力,因為內建的限制可以避免受損細胞不受控制的增殖而癌化。換句話說,細胞衰老促成的老化,是身體為了避免癌症所要付出的代價。

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