Nov細(xì)胞衰老分子機(jī)理研究進(jìn)展↓因老而衰：預(yù)防老年病造福個(gè)人與家庭節(jié)約社會(huì)財(cái)富解放生產(chǎn)力弄清衰老機(jī)理，可有的放矢,提出因應(yīng)舉措，提高延衰效能。老年病種類繁多（老年性癡呆,帕金森病等神經(jīng)退行性疾病,老年糖尿病、骨質(zhì)疏松、心、腦血管、呼吸等系統(tǒng)疾患,以及腫瘤……）

表現(xiàn)有別發(fā)病各異2發(fā)達(dá)國(guó)家近年意識(shí)到衰老與老年病的研究可望收益和回報(bào)，紛紛改變理念，從福利觀點(diǎn)，轉(zhuǎn)到經(jīng)濟(jì)視角，既看到社會(huì)需求，也看到無(wú)限商機(jī)，加強(qiáng)研究投入。僅僅美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)2005年度美國(guó)立衰老研究所（老年醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究為主），一個(gè)所的預(yù)算，達(dá)10億5千萬(wàn)美元。3如今，全球生命科學(xué)研究最熱的三個(gè)領(lǐng)域是：

衰老、肥胖和癌癥，衰老在其中獨(dú)占鰲頭。

人類對(duì)衰老的探究幾乎從封建社會(huì)建立以來(lái)，就有所記載，然而，真正進(jìn)入科學(xué)研究衰老的范疇，還是近20年的事?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)衰老的研究主要集中在哪些方面？從哪些角度進(jìn)行研究？科學(xué)家都取得了怎樣的成就？

《生命世界》衰老的科學(xué)研究策劃案03\30,2006

《生命世界》中國(guó)科學(xué)院主管，中國(guó)科學(xué)院植物研究所、中國(guó)植物學(xué)會(huì)和高等教育出版社聯(lián)合主辦4

各組織器官功能隨年齡增加呈線型進(jìn)行性下降406080100406080100功能百分比（％）年齡（年歲）神經(jīng)傳導(dǎo)速度心臟輸出指數(shù)腎小球?yàn)V過(guò)速度最大呼吸容量0.4%0.8%1.0%1.1%

人為什么會(huì)衰老？

5統(tǒng)計(jì)資料表明：子女的壽命常與雙親的壽命有關(guān)；各種動(dòng)物的最高壽限相當(dāng)恒定。

衰老進(jìn)程由環(huán)境（外因）與遺傳（內(nèi)因）

兩大因素決定61992年世界衛(wèi)生組織

人的壽命決定因素

遺傳因素15%社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素10%醫(yī)療服務(wù)技術(shù)8%氣候因素7%生活習(xí)慣、衛(wèi)生行為、精神面貌、保健意識(shí)等60%？？Theresultsofhumantwinstudiessuggestthatonly20-30%ofthevariationinsurvivaltoanageofabout85yearsisdeterminedbygeneticsA.M.Herskindetal.,HumGenet97,319,19967平均壽命主要與環(huán)境相關(guān)；物種最高壽限與遺傳相關(guān)。不良環(huán)境可作用于遺傳物質(zhì)或其產(chǎn)物影響衰老進(jìn)程。

段建明等

（DuanJM,etal.）

Intl

JBiochemCellBiol37(2005)1407–1420

（基因?qū)勖挠绊懀┚€蟲(chóng)(C.elegans

)研究首次嚴(yán)格證明：?jiǎn)位蛲蛔兗纯捎绊憠勖?。clk

基因與daf-2基因雙突變，線蟲(chóng)壽命延長(zhǎng)5倍。

基因?qū)λダ线M(jìn)程的主導(dǎo)性8人類“長(zhǎng)壽基因的探索

Puca,AA（ChildrensHosp）與Perls,Thomas（BostonUniv）等（Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2001）報(bào)道：分析137組(308人)長(zhǎng)壽同胞，百歲老人血樣發(fā)現(xiàn)：四號(hào)染色體D4S1564(D代表DNA,D后的數(shù)字表示染色體號(hào),s代表節(jié)段segment,s后的數(shù)字表示微衛(wèi)星在染色體上的編號(hào))

位點(diǎn)與眾不同，可能含有“長(zhǎng)壽基因”。

Perls：一年以后見(jiàn)分曉？？？9SebastianiP,etal.GeneticSignaturesofExceptionalLongevityinHumans.

老壽星的遺傳特征

Science2010Jul21.[Epub]1055（centenarians）：1267（controls）分析結(jié)果：建立了以150SNPs(single-nucleotidepolymorphisms)為基礎(chǔ)的

分類模型。

該模型用于另一組（百歲老人及其對(duì)照）：正確率77%。芯片分析顯示：按差異SNP（或遺傳特征）不同組合，可將90%的百歲老人分成19個(gè)群體。一種組合可能與某一老年病(e.g.,dementia,hypertension,andcardiovasculardisease)易感性有關(guān)，或可由此將健康老人的表型分成不同亞型。

新英格蘭百歲老人研究中心(NewEnglandCentenarianStudy)10老年醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)是人口老齡化需求的前沿學(xué)科

進(jìn)行人類的衰老實(shí)驗(yàn)性研究,耗時(shí)費(fèi)力,困難重重。

用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究衰老，由于人與動(dòng)物差別大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，只能借鑒，不能

照搬。與細(xì)胞模型相互配合，可補(bǔ)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)之不足。衰老的實(shí)驗(yàn)性研究——成果累累11細(xì)胞生物的基本構(gòu)成單位細(xì)胞衰老老年病發(fā)病的共同基礎(chǔ)

人成纖維細(xì)胞（人胚細(xì)胞可傳60-70代，50歲成人細(xì)胞只能傳10~20代）在體外培養(yǎng)可傳代數(shù)，與供體年齡有關(guān)。

供體年齡越大，傳代越少。細(xì)胞衰老是個(gè)體衰老的微觀模型，可部分體現(xiàn)個(gè)體衰老。理想狀態(tài)：人類細(xì)胞衰老模型與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相輔相成

細(xì)胞衰老模型有非整體性與非生理性的局限性。

如與動(dòng)物整體實(shí)驗(yàn)相配合，可取長(zhǎng)補(bǔ)短，相輔相成。12

細(xì)胞衰老

（CellSenescence）

生物衰老的基本單位

老年病發(fā)病的共同基礎(chǔ)細(xì)胞衰老→老年退行性變→功能衰退

增殖能力下降→細(xì)胞數(shù)減少→臟器萎縮

細(xì)胞衰老是造成個(gè)體衰老的主要原因之一。

13

體外培養(yǎng)人類細(xì)胞衰老模型在研究人類衰老方面，具有不可取代的優(yōu)點(diǎn)：１．無(wú)模式動(dòng)物存在種族差異的缺點(diǎn)２．無(wú)人體實(shí)驗(yàn)取材難，操作難，周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)M.Kuro-o

(Texas大學(xué))“Cellsenescencehasbeensuggestedtobedirectlyrelatedtosenescenceoflivingorganism,includinghumans.”Cellular&MolecularLifeSciences

57(2000):695-69714衰老機(jī)制復(fù)雜，單一的衰老相關(guān)指標(biāo)難以準(zhǔn)

確、特異地評(píng)估衰老程度。組建一套定量的細(xì)胞衰老生物學(xué)年齡指征準(zhǔn)確定量細(xì)胞衰老程度，可1、研究各種因素對(duì)衰老進(jìn)程的影響2、檢驗(yàn)藥物抗衰作用，為中藥現(xiàn)代化提供技術(shù)

支撐。細(xì)胞衰老程度如何評(píng)估？15分子水平細(xì)胞衰老指征

①端粒長(zhǎng)度②細(xì)胞體外增殖能力③晚期糖基化終末產(chǎn)物④衰老相關(guān)?-半乳糖苷酶活性⑤DNA損傷修復(fù)能力⑥D(zhuǎn)NA甲基化程度⑦線粒體DNA片段缺失16①我國(guó)端粒與人類細(xì)胞衰老相關(guān)性的研究端粒長(zhǎng)度：

人類體細(xì)胞的計(jì)時(shí)器。每增加1代齡，端粒長(zhǎng)度減少約49bp。中國(guó)人外周血淋巴細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度每年平均縮短35bp。(張宗玉等，生物化學(xué)雜志,1995)SouthernblotsTelomerelengths+細(xì)胞越老，端粒越短，電泳時(shí)跑得越快17人胚成纖維細(xì)胞體外培養(yǎng)代齡與細(xì)胞增殖速度的關(guān)系

②細(xì)胞的體外增殖能力

廣泛應(yīng)用于衰老研究。GrowthcurvesMTTassay18人胚肺二倍體成纖維細(xì)胞(綠色者為衰老細(xì)胞)③衰老相關(guān)β半乳糖苷酶活性衰老細(xì)胞年輕細(xì)胞SA--βgalstaining19

④DNA損傷修復(fù)能力隨增齡而下降損傷前損傷修復(fù)年輕細(xì)胞衰老細(xì)胞損傷前損傷修復(fù)cometassay彗星試驗(yàn)（單細(xì)胞凝膠電泳）尾長(zhǎng)(μm)；尾面積/總面積(%)尾越長(zhǎng)，%越高，損傷越重20

⑤晚期糖基化終末產(chǎn)物

蛋白質(zhì)糖基化與大分子交聯(lián)，逐漸脫水，形成的一種具有黃棕色熒光的產(chǎn)物。DeterminationofAGE

(AdvancedGlycationEndproduct)21從分子水平組建一套

為國(guó)際所承認(rèn)的

細(xì)胞衰老生物學(xué)指征。我室在國(guó)外刊物的部分相關(guān)論文：DuanJM,IntJBiochemCellBiol,2005,37:1407-1420ZhengWJ,etal.JBiolChem2004,279:31524-31532

GuoSZ,etal.ExpCellRes2004,298:465-472

HuangY,etal.JCellPhysiol,2004,201:483-491.

ZhangXW,etal.Oncogene2003,22:2405-2416

WangPC,etal.MechAgeDev2003,124:1025-1034

DuanJM,etal.JBiolChem

2001276:48325-48331.LiJH,etal.MechAgeDev1995,80:25-34.

TangZQ,etal.MechAgeDev1994,73:57-67.基因水平細(xì)胞衰老指征？？221.5%1.0%0.5%-0.5%-1.0%-1.5%

>2.0倍>2.5倍>3.0倍用cDNA芯片檢測(cè)人二倍體成纖維細(xì)胞衰老基因表達(dá)譜的變化HGEC-40S:含4096條人類基因，衰老表達(dá)差異較大的基因有117種。23細(xì)胞衰老的基因表達(dá)譜研究

衰老細(xì)胞與年輕細(xì)胞基因（4096條）芯片

雜交信號(hào)強(qiáng)度散點(diǎn)圖α-2-巨球蛋白在4096條人類基因的cDNA微陣列表達(dá)譜中發(fā)現(xiàn)年輕和衰老細(xì)胞中表達(dá)變化在5倍以上的基因有6種。其中α-2-巨球蛋白基因不僅在衰老的成纖維細(xì)胞表達(dá)明顯增高，在年輕細(xì)胞中的表達(dá)水平亦較其它5種基因高，易檢出，易定量。

青老24衰老過(guò)程中基因表達(dá)譜的變化4096種中表達(dá)變化幅度>2.5倍的基因46種。下調(diào)的基因：參與細(xì)胞周期的基因等。上調(diào)的基因：細(xì)胞外基質(zhì)有關(guān)基因等。挑選表達(dá)變化大的基因，以RT-PCR技術(shù)對(duì)其再檢測(cè)。25

衰老時(shí)表達(dá)下降的4種基因26衰老時(shí)表達(dá)增強(qiáng)的5種基因優(yōu)選27衰老過(guò)程中α-2-巨球蛋白、p16Ink4a和p21Waf1基因表達(dá)與代齡關(guān)系α-2-巨球蛋白p16Ink4ap21Waf1

將α-2-巨球蛋白，與眾所公認(rèn)的細(xì)胞衰老時(shí)表達(dá)增強(qiáng)的基因p16Ink4a及p21Waf1相比較，從中選出最適合作為衰老標(biāo)志物的基因．28Northernblot檢測(cè)2BS細(xì)胞衰老過(guò)程中

α-2-巨球蛋白（alpha-2-macroglobulin,α2M）的基因表達(dá)情況GAPDHα2M代齡28

42

52

62細(xì)胞衰老標(biāo)志基因的選定29結(jié)論：α-2-巨球蛋白基因表達(dá)，與體外培養(yǎng)倍增次數(shù)線性關(guān)系良好，易檢出，易定量是一項(xiàng)很好的衰老生物學(xué)標(biāo)志，并有望用于檢測(cè)整體水平或組織細(xì)胞的衰老。

馬宏等（MaH,etal）ExpGerontol2004

30衰老細(xì)胞核出現(xiàn)“衰老相關(guān)異染色質(zhì)聚集位點(diǎn)”（senescence-

associatedheterochromaticfoci，SAHF）

染色質(zhì)在核中的分布，呈點(diǎn)狀聚集而非均一分布

李倩等：SAHF——細(xì)胞衰老生物學(xué)新標(biāo)志。生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展2007,34:1123-1128.31

1．尋找影響細(xì)胞衰老的新基因

發(fā)現(xiàn)：延緩衰老的CSIG與RDL

證明：導(dǎo)入CSIG或RDL基因可延長(zhǎng)細(xì)胞壽命。

2．研究各種因素（如氧自由基）對(duì)衰老進(jìn)程的影響

3．用于研究已知基因?qū)?xì)胞衰老的影響

發(fā)現(xiàn)：已知基因TOM1可加速衰老，抑制可延長(zhǎng)細(xì)胞壽命證明：基因?qū)肟捎绊懠?xì)胞衰老，可加速，也可延緩。

4．檢驗(yàn)藥物抗衰作用，為中藥現(xiàn)代化提供技術(shù)支撐

細(xì)胞衰老指征的應(yīng)用

32

為驗(yàn)證我室建立的衰老指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，評(píng)估抗衰新藥，我們研究了黃芪堿HDTIC的抗衰作用。

檢驗(yàn)藥物抗衰作用，為中藥現(xiàn)代化提供技術(shù)支撐能否確定被試物的延衰作用？能否比較被試物延衰作用的細(xì)微差別？33黃芪堿同分異構(gòu)體

以公認(rèn)有延緩衰老作用的肌肽（carnosine）為陽(yáng)性對(duì)照，以上述生物學(xué)指征進(jìn)行定量比較。

成果應(yīng)用結(jié)構(gòu)差異（黃芪堿1）（黃芪堿2）（A）HDTIC-1，(B)HDTIC-234黃芪堿的抗衰效應(yīng)強(qiáng)于肌肽（carnosine）黃芪堿（HDTIC）可延長(zhǎng)細(xì)胞壽命20代（CPDs）成果應(yīng)用（黃芪堿1）（黃芪堿2）35

黃芪堿可減慢端粒（Kb數(shù)）縮短速度28代55代對(duì)照8.93

0.547.01

0.430.1μM黃芪堿18.93

0.548.08

0.49成果應(yīng)用36陽(yáng)性(綠色)率隨代齡的增加而增加黃芪堿可降低衰老相關(guān)β半乳糖苷酶活性（28代）（55代）1.0μM黃芪堿-2（56代）成果應(yīng)用0.1μM黃芪堿-1（58代）37

DNA損傷修復(fù)能力隨增齡下降損傷修復(fù)損傷修復(fù)修復(fù)良好修復(fù)不良黃芪堿可提高DNA損傷修復(fù)能力

成果應(yīng)用衰老細(xì)胞年輕細(xì)胞

尾長(zhǎng)(μm)面積/總面積(%)

對(duì)照122.42±6.2192.12±3.25

0.1μM黃芪堿-180.57±5.4470.82±7.51

1.0μM黃芪堿-281.83±9.3773.14±6.34

尾越長(zhǎng)，%越高，損傷越重38黃芪堿的抗衰效應(yīng)強(qiáng)于肌肽（carnosine）黃芪堿1的抗衰效應(yīng)強(qiáng)于黃芪堿2黃芪堿（HDTIC）可減少晚期糖基化終末產(chǎn)物（AGEs）（代齡）（黃芪堿1）（黃芪堿2）

王培昌等

（WangPC,etal）MechAgeDev2003ChinMedJ2008

DNACellBiol2010成果應(yīng)用39人類細(xì)胞衰老相關(guān)基因的研究

40細(xì)胞衰老基因通路

Rbp21Cip1p27Kip1

p16INK4ap53PTEN細(xì)胞衰老41

人類細(xì)胞衰老相關(guān)基因研究p16Ink4a42Kiyone等(1998）認(rèn)為：

p16活性與端粒長(zhǎng)度是決定人類細(xì)胞復(fù)制性衰老的關(guān)鍵。

p16為何能影響細(xì)胞衰老？

我研究室工作：p16是如何影響端粒長(zhǎng)度與衰老進(jìn)程的？是否影響了端粒酶的活性？抑制p16表達(dá)，可使細(xì)胞壽命↑

（60余代→80余代）端?？s短減慢

結(jié)論：基因干預(yù)可影響細(xì)胞衰老進(jìn)程43端粒平均長(zhǎng)度

(kb)年輕8.34抑制

8.18增強(qiáng)

7.12衰老6.78抑制

p16，端?？s短減慢增強(qiáng)

p16，端?？s短加快是否影響了端粒酶的活性？44抑制p16，并未活化端粒酶45抑制

p16，DNA修復(fù)能力增強(qiáng)抑制

p16，DNA修復(fù)能力增強(qiáng)46

抑制p16，延緩細(xì)胞衰老的可能機(jī)制

p16減少

細(xì)胞周期蛋白激酶(CDK4）活性高

Rb被磷酸化，失去活性

轉(zhuǎn)錄因子E2F活性高→多種生命必需基因能表達(dá)

維持細(xì)胞增殖速度,維持DNA損傷修復(fù)能力

端?？s短較慢,延緩細(xì)胞衰老（需證明Rb是否磷酸化?。?7段建明等（DuanJM,etal.）

，J.Biol.Chem.2001Westernblot抑制p16年輕對(duì)照中年衰老48

p16影響細(xì)胞衰老機(jī)制

抑制p16表達(dá)→CDK4活性↑→

Rb蛋白（磷酸化↑）活性↓→E2F活性保持→多種生命必需基因表達(dá)

—

DNA修復(fù)能力維持→端?？s短較慢（與端粒酶活性無(wú)關(guān)）

延緩衰老，細(xì)胞壽命↑

增強(qiáng)p16基因表達(dá)→Rb

保持活力，DNA修復(fù)能力↓→端?？s短加快,衰老↑

，細(xì)胞壽命↓

49結(jié)論：p16基因是細(xì)胞衰老遺傳控制程序中的主要環(huán)節(jié),可影響DNA損傷修復(fù)能力與端粒長(zhǎng)度

。它調(diào)節(jié)Rb蛋白的活性而起作用。（α-2-巨球蛋白基因無(wú)此作用）50衰老相關(guān)基因p21可通過(guò)轉(zhuǎn)錄因子Sp1促進(jìn)p16INK4a的表達(dá)薛麗香等（XueLX,etal.）

FEBSLett2004,564:199-204

衰老相關(guān)基因p21p16高表達(dá)

(細(xì)胞衰老)轉(zhuǎn)錄因子Sp1衰老相關(guān)基因存在著相互影響細(xì)胞衰老相關(guān)基因p2151入選“2002年中國(guó)十大科技進(jìn)展”52CawthonR.M等（2003）端粒長(zhǎng)短與人的壽命有關(guān)，發(fā)現(xiàn)血細(xì)胞端粒短的人壽命短。心臟病病死率是端粒長(zhǎng)的人3.18倍，傳染病病死率是端粒長(zhǎng)的人8.54倍。NakashimaH等（2004）發(fā)現(xiàn)：人血白細(xì)胞端粒長(zhǎng)度與心血管內(nèi)皮損傷，動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系密切。DemerathEW等（2004）報(bào)道：端粒短與老年糖尿病，創(chuàng)傷愈合慢，免疫功能下降，易生腫瘤有關(guān)。端粒長(zhǎng)度與老年病易感性有關(guān)？細(xì)胞衰老不能替代整體衰老，但與整體衰老有關(guān)，與老年常見(jiàn)多發(fā)病有關(guān)。細(xì)胞衰老與整體衰老有關(guān)53老年人群的p16基因多態(tài)性與體能（Physicalfunction）顯著相關(guān)。

Melzer,D;Frayling,TM;Murray,A,etal.（英、意、美）Acommonvariantofthep16(INK4a)geneticregionisassociatedwithphysicalfunctioninolderpeople

MechAgeingDev

128（5-6）:370-377，2007

938(aged65-80years)例英國(guó)老人，rs2811712SNPminorallele(locatedbetweenthesharedp16(INK4a)/ARFlocusandp15(INK4b))wasassociatedwithreducedphysicalimpairment.Firstdirectevidence：p16(INK4a)/ARF/p15(INK4b)geneticregionandsenescencemachineryareactiveinphysicalageinginheterogeneoushumanpopulations.54p16在細(xì)胞衰老時(shí)表達(dá)

，如成纖維細(xì)胞、角質(zhì)細(xì)胞、上皮細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、黑色素細(xì)胞,甚至可高于年輕時(shí)10倍以上。

p16表達(dá)變化與整體衰老相關(guān)。人體衰老時(shí)它的表達(dá)在皮膚中隨增齡持續(xù)增強(qiáng)，維氏綜合征病人的皮膚成纖維細(xì)胞p16INK4A高于常人（DavisT,2004）ResslerS,etal.

p16(INK4A)isarobustinvivobiomarkerofcellularaginginhumanskin.

AgingCell

5(5):379-389，200655

p16INK4a表達(dá)

是老年人造血功能

的重要原因干細(xì)胞衰老影響組織的維持與修復(fù)。老年人的骨髓對(duì)細(xì)胞毒耐受性差，易衰竭。研究表明：老年鼠造血干細(xì)胞更新能力

，分化時(shí)間長(zhǎng)，易凋亡。敲除p16/p19，衰老的上述不利影響減輕，有利于組織在衰老時(shí)的損傷修復(fù)。JanzenV,etal.（HarvardUniv

）Stem-cellageingmodifiedbythecyclin-dependentkinaseinhibitorp16INK4a

Nature.443(7110):421-426，200656

干細(xì)胞衰老與p16表達(dá)增強(qiáng)密切相關(guān)年輕小鼠敲除p16后對(duì)其造血干細(xì)胞功能（免疫表型，歸巢能力，增殖能力，自我更新能力）無(wú)影響，老年小鼠敲除p16→造血干細(xì)胞功能顯著↑（優(yōu)于同齡鼠）。Janzen,V;Forkert,R;Fleming,HE,etal.

Stem-cellageingmodifiedbythecyclin-dependentkinaseinhibitorp16(INK4a)NATURE443（7110）:421-426，200657胰島再生能力與p16INK4a表達(dá)水平有關(guān)小鼠實(shí)驗(yàn)：衰老胰島p16表達(dá)↑↑（其他細(xì)胞周期抑制物無(wú)此現(xiàn)象）p16轉(zhuǎn)基因鼠衰老快，胰島細(xì)胞增殖能力↓毒物→↓胰島愈老、生存率愈低毒素作用后，胰島不可再生↓↓↓p16表達(dá);

生存率與年齡無(wú)關(guān)毒素作用后，胰島可再生結(jié)論

p16表達(dá)↑——老年鼠胰島增殖和再生能力↓重要原因KrishnamurthyJ,etal.,

p16(INK4a)inducesanage-dependentdeclineinisletregenerativepotential

Nature443:453-457,2006

UnivNorthCarolina,,HarvardMedicalSchool

58骨關(guān)節(jié)炎(老年病)軟骨細(xì)胞p16表達(dá)

p16特異SiRNA轉(zhuǎn)染導(dǎo)致的p16基因沉默可有效抑制關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞衰老，恢復(fù)其功能，增強(qiáng)軟骨細(xì)胞DNA合成與膠原蛋白合成能力。（ZhouHW,etal.

Rheumatology.2004,43:555-）p16不僅與細(xì)胞衰老有關(guān)，與整體衰老亦有關(guān)。59

p16表達(dá)調(diào)控研究60綠色熒光蛋白量與其熒光強(qiáng)度成正比綠色熒光蛋白量與其熒光強(qiáng)度成正比-280~-622區(qū)段青，老差別的變化最大不同長(zhǎng)度p16調(diào)控區(qū)的啟動(dòng)活性分析

61p16基因翻譯起始信號(hào)ATG以遠(yuǎn)上游-491~-485bp處存在我們稱為ITSE(INK4aTranscriptionSilenceElement,p16轉(zhuǎn)錄沉寂元件)的負(fù)調(diào)控元件。62結(jié)果：人2BS細(xì)胞p16基因上游存在一個(gè)由GAAGGT構(gòu)成的負(fù)調(diào)控元件ITSE，且發(fā)現(xiàn)年輕細(xì)胞有24kDa蛋白與負(fù)調(diào)控元件結(jié)合，抑制p16表達(dá)，衰老細(xì)胞缺乏此蛋白質(zhì)。用缺失突變刪除該元件，能否使p16表達(dá)增強(qiáng)？63定點(diǎn)缺失突變證明：ITSE是負(fù)調(diào)控元件以分泌型堿性磷酸酶（SEAP）活性體現(xiàn)啟動(dòng)活性刪除前刪除后年輕細(xì)胞的p16基因調(diào)控區(qū)在刪除-522~-482后啟動(dòng)活性反而增高

64

結(jié)論負(fù)調(diào)控機(jī)制減弱是p16在衰老細(xì)胞中高表達(dá)的重要原因。表現(xiàn)為負(fù)轉(zhuǎn)錄因子減少。發(fā)現(xiàn)序列為GAAGGT的負(fù)調(diào)控元件，位于p16基因翻譯起始信號(hào)ATG以遠(yuǎn)上游-491-485bp處。發(fā)現(xiàn)p16的負(fù)轉(zhuǎn)錄因子（分子量約2.4萬(wàn)）。汪維等（WangW,etal.）

：JBiolChem.2001,276(52),48655-4866165

負(fù)調(diào)控機(jī)制減弱是p16在衰老細(xì)胞中高表達(dá)的重要原因。表現(xiàn)為負(fù)轉(zhuǎn)錄因子減少。

汪維等（WangW,etal.）

：JBiolChem.2001,276：48655

與衰老相關(guān)的p16轉(zhuǎn)錄，存在調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

鄭文婕等（ZhengWJ,etal.）：JBiolChem.2004,279:31524（間接負(fù)調(diào)

Id1）

吳軍峰等（WuJF,etal.）

：

PlosOne2007,2:e164（直接正調(diào)

Sp1）

黃菁等（HuangJ,etal.）：

PlosOne

2008,3:e1710.（間接負(fù)調(diào)

SirT1）甘起霓等（GanQN,etal.）

：JCellSci2008,121:2235（直接正調(diào)PPAR

）周瑞等（ZhouR,etal.）

：NucleicAcidsRes2009,

37:5183（間接負(fù)調(diào)Lsh）

李紅凱等（Li,HK,etal.）：

Oncogene2010,Jun28網(wǎng)刊（直接正調(diào)HBP1）

黃昱等（HuangY,etal.）

：CellMolLifeSci

2010,Aug25網(wǎng)刊（直接負(fù)調(diào)B-myb）66

p16的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制影響mRNA穩(wěn)定性的RNA結(jié)合蛋白HuR

（直接負(fù)調(diào)↓

）

AUF1（直接負(fù)調(diào)↓）

AUF1與HuR與p16的mRNA３‘

非翻譯區(qū)結(jié)合,促降解。

衰老時(shí)↓，p16的mRNA穩(wěn)定性↑。

王文恭等（WangWG,etal.）

EMBOreports

2005,6:1常娜等（ChangN,etal.）MolCellBiol2010,30:3875miR-24可抑制p16翻譯（LalA,etal）PLoSONE2008,3:e1864（直接負(fù)調(diào)↓）

67細(xì)胞衰老相關(guān)新基因的研究

68TOM1是一種溶酶體相關(guān)基因，在細(xì)胞衰老時(shí)高表達(dá)

。首次揭示：TOM1基因與細(xì)胞衰老相關(guān)。促進(jìn)TOM1表達(dá)可加速衰老，引起p16及p21表達(dá)。如抑制之，結(jié)果相反。

加速衰老的TOM1(TargetofMyb)郭淑貞等（GuoSZetal.）

ExpCellRes2004,298:465-472衰老相關(guān)基因存在著相互影響69RDL基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物具有延緩衰老作用發(fā)現(xiàn)其蛋白質(zhì)分子中存在著“衰老相關(guān)結(jié)構(gòu)域”這種作用可能是通過(guò)抑制細(xì)胞衰老主導(dǎo)基因

p16的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)延緩衰老的RDL（Replicative

SenescenceDown-regulatedLeo1-like）趙亮等（ZhaoL,etal.）

FASEBJ2005,19:521-532

衰老相關(guān)基因存在著相互影響70CSIG蛋白定位于核仁；在組織中廣泛表達(dá)，心臟、骨骼肌、胎盤(pán)中表達(dá)較高；隨細(xì)胞增齡表達(dá)下降；具有延緩細(xì)胞衰老的作用。CSIG通過(guò)抑制PTEN的合成，延緩衰老。

馬利偉等

（MaLW,etal.）MolCellBiol

2008，28:6290-6301

延緩衰老的CSIG

(CellularSenescence-InhibitedGene)

71整體衰老與細(xì)胞衰老分子連接點(diǎn)的研究

72酵母中發(fā)現(xiàn)的“長(zhǎng)壽基因”

Sir（Silencinginformationregulator）

該基因產(chǎn)物Sir2（依賴NAD+去乙酰化酶

）具有延壽作用

維持染色體穩(wěn)定性提高DNA修復(fù)能力阻止染色體外環(huán)形DNA形成7374人類Sir同源基因該家族有7個(gè)成員，包括Sirt（Silentmatingtypeinformationregulation2homolog）1-7。其中SIRT1具有酵母Sir2的相似功能↓耗氧量調(diào)節(jié)脂代謝↑氧化、放射損傷耐受性

對(duì)人類是否也有延壽作用？75↑SIRT1可延緩細(xì)胞衰老進(jìn)程↑SIRT1或Resveratrol處理→

p16、p27表達(dá)

↑Rb磷酸化細(xì)胞衰老SIRT1表達(dá)

（翻譯

）↑

PPARγ

細(xì)胞衰老↑

PPARγ表達(dá)

細(xì)胞衰老

SIRT1

PPARγ表達(dá)

細(xì)胞衰老

人二倍體成纖維細(xì)胞研究甘起霓等（GanQN,etal.）

JCellSci

2008,28:6290-6301.

黃菁等（HuangJ,etal.）

PlosOne

2008,3(3):e1710.76CR（熱量限制）SIRT1HuangJ,etal.

PlosOne

2008PPAR

SenescenceGanQN,etal.JCellSci

2008p16

INK4α

熱量限制延緩衰老的分子機(jī)理Young++-

+促表達(dá)-

-抑表達(dá)-Han,LM,etal.

NucleicAcidsRes

2010過(guò)氧化物酶體增殖體激活受體

77

結(jié)語(yǔ)衰老并非單一基因決定，而是一連串基因激活和阻抑及其通過(guò)各自產(chǎn)物相互作用的結(jié)果，環(huán)境損傷因素可影響遺傳控制體系，加速衰老。對(duì)衰老進(jìn)程起作用的基因，多數(shù)是日常生命活動(dòng)有關(guān)基因。（解旋酶、核纖層蛋白A、p16、p21、p53、Klotho

、daf、Clk）

可對(duì)衰老進(jìn)程起作用的基因未必在細(xì)胞正常衰老進(jìn)程起作用。（如端粒酶基因、p53）衰老時(shí)高表達(dá)的基因未必是對(duì)衰老進(jìn)程起作用的基因。（α2M

）

在體外通過(guò)基因重組“長(zhǎng)壽基因”與“衰老基因”是可以相互轉(zhuǎn)變的。78展望如何將從模式生物發(fā)現(xiàn)的衰老相關(guān)基因

與人類衰老相聯(lián)系？如何將早老癥相關(guān)基因與正常衰老相聯(lián)

系？如何將細(xì)胞衰老相關(guān)基因與整體衰老相

聯(lián)系？

機(jī)理研究

衰老相關(guān)基因絕非一種，探索衰老相關(guān)新基因79生活習(xí)慣合理膳食戒煙、少酒適度節(jié)食多吃清除自由基食物體育鍛煉心理衛(wèi)生藥物干預(yù)健康長(zhǎng)壽掌握在我們自己手中80美國(guó)人均壽命（Baker，1997）1800年前

40歲左右1800年后

50歲左右公共衛(wèi)生條件改善20世紀(jì)初

60余歲

營(yíng)養(yǎng)狀況改善；醫(yī)藥業(yè)發(fā)展1940年

70余歲

抗生素應(yīng)用1950年后

近80歲

疫苗使用與搶救技術(shù)提高1960年以來(lái)

超80歲

生活觀念與方式的轉(zhuǎn)變預(yù)測(cè)今后：

抑制非酶糖基化可使平均壽命提高到90余歲；應(yīng)用抗氧化劑，平均壽命將超過(guò)100歲；輔以激素與藥物可使平均壽命近110歲;

加上基因治療，最終可使平均壽命達(dá)120歲。81ISIWebofKnowledge

TheThomsonCorporation“衰老”（

AgingOR

Ageing

OR

Senescence

）文獻(xiàn)檢索年份199520002005文獻(xiàn)篇數(shù)50001000075005,2587,0299,36210年翻一番“衰老”研究氣勢(shì)旺盛82

ISIWebofKnowledge

TheThomsonCorporation發(fā)展迅猛生氣勃勃↑2009年衰老相關(guān)研究論文SCI收錄量與2006年相比，高達(dá)3比1

“衰老”（

Aging

ORAgeingORSenescence

）

文獻(xiàn)檢索ScienceTechnology/Article年份