老年学课件模板-003(共8)

1、老年学课件模板-3,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,对衰老机理的研究就是为了有效地指导抗衰老的研究和实践工作。人类对抗衰老的研究可以追溯到数千年以上的历史，中医药学在这方面亦有其重要贡献。从目前资料来看，抗衰老研究成果除生活习惯或者锻炼方法等特殊方面外，主要可分为两个方面，即长寿基因和衰老基因研究以及抗衰老制剂研究。一、长寿基因和衰老基因研究进展大量研究资料证明物种的平均寿命和最高寿命（maximunlife-span）是相当恒定的，所以，物种的寿命显然是在一定程度上受遗传基因控制的，因而这里自然涉及到所谓的“衰老基因”和“长寿基因”的概念。,老年学：第三节抗衰老研究进展

2、,第三节抗衰老研究进展：,根据现有资料，衰老基因和长寿基因都应是一个广义概念，绝不是指某个基因而言，是泛指那些具有引起或延缓衰老作用的基因。（一）衰老基因衰老基因和长寿基因是一个矛盾的两个方面。以线虫Caenorhabditiselegans(平均寿命仅20天，适于寿限研究)所做研究表明，其age-1单基因突变可提高平均寿命65%，提高寿限110%。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,Age-1突变型C.elegans的抗氧化酶活力、应变能力都强，耐受H2O2、农药、紫外线及高温的能力都强于野生型C.elegans。研究还发现C.elegans的寿限与clk基因以及daf基

3、因家族的daf-2基因相关。Daf基因为C.elegans形成休眠状态幼虫所必需，是编码与蠕虫发育相关传递途径中某些蛋白质分子的基因。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,Clk基因为1996年发现的基因家族。此类基因可能影响染色体结构以至功能而起作用，它们似与生物钟有关，故又称生物钟基因。Clk突变株C.elegans发育晚于野生株，细胞周期及代谢率减慢，紫外线耐受能力增加。Clk基因可影响神经、肌肉等非增殖细胞的寿命。已经发现该基因家族至少3-4个成员。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,据报道，daf-2与clk-1双突变的C.elegans的寿命为

4、野生型的5倍多，在25环境中寿命由8.5天增至49天。以上资料至少说明daf与clk基因家族是与衰老相关即有促使衰老作用的基因。在人类细胞衰老基因研究方面，近年来也取得了较大进展。例如以细胞融合技术将永生化细胞与正常细胞融合，发现永生化细胞之所以“永生”是由于其衰老相关基因的隐性缺陷所致。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,用这一技术研究表明，至少有四套基因通路属于衰老相关基因（senescenceassociatedgene,SAG），如一种分子量为21000的DNA合成抑制蛋白（senescentcell-derivedinhibitorofDNAsynthesis）的

5、基因在人衰老成纤维细胞中的表达比在青龄细胞中的表达高。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,Werner早老综合症是一种隐性遗传性疾病，其细胞可传代数远低于正常人，据报道该病与一种称为WRN的基因突变有关（也说明WRN与长寿有关）。老年人可有一系列老年常见病，既可看作老年性特点又可加重衰老过程，从这一角度来看，某些与老年性疾病有关的基因也可看作衰老基因，如截脂蛋白E4基因表达活跃时易发冠脉硬化与阿滋海默病（AlzheimerDisease,AD），又如人淀粉样蛋白基因可使转基因鼠的1/2子代出现老年性痴呆症状。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,（二）长寿

6、基因机体内存在一些与长寿或抗衰老有关的基因，可以统称为长寿基因。以蛋白质生物合成的延长因子-1（EF-1）基因转基因于果蝇生殖细胞，可使子代果绳比其它果蝇寿命延长40%，说明EF-1可能具有长寿作用。研究表明，长寿常常与机体代谢能力以及应激能力的增强有关，自由基特别是氧自由基的促衰老作用已经被许多实验结果所支持，抗氧化酶类的缺乏可以是短寿的重要的分子基础之一，所以，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶等的基因的表达水平可能与长寿有密切关系。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,Rose等曾培养出了寿命2倍于野生型的果蝇品种，其体内含有很高的SOD活性。二、抗衰老制剂研究进展研

7、究衰老与衰老机理是为了延缓衰老，这正是老年学和老年医学的主要目的。千百年来，前人总结摸索出了许许多多的养生之道以及具有一定延年益寿作用的药物。近年来，随着生物医学事业的飞速发展，人类在这方面也取得了一定进展。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,下面仅对其中几种研究较多、理论依据比较充足的抗衰老制剂作一介绍（神经医学在这方面内容极为丰富，有其独到优势，由于篇幅所限，这里不做论述，可参见有关书籍）。（一）褪黑素及其受体根据已有的大量实验结果，似乎可以肯定地说所有具有抗氧化作用的药物或制剂都具有抗衰老作用。具有抗氧化作用的药物或制剂很多，这里我们仅对研究较多的褪黑素（melato

8、nit,MT）及其受体作一介绍。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,MT是一种由松果腺分泌的重要的激素，近年来发现它有多种新的生物学活性作用，特别是MT强大的自由基清除作用和衰老的关系已引起学术界的重视。MT在临床上作为抗氧化剂应用已有较长时间，但通过自由基把它和抗衰老联系起来则是近年提出的。已如前述，自由基，特别是血中或局部自由基水平过量升高时可以引发机体多种衰老性改变，这一点已经被公认。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,在老年人，体内自由基产量增加但清除自由的各种机制却相对退化，自由基的负效应更加突出，所以，给老年人以某种途径加强其自由基清除能力，

9、在抗衰老、提高其身体素质方面有重要意义。近年的研究发现，MT的自由基清除能力在众多自由基清除剂中表现特别突出，因而对保护细胞膜及核酸等有明显作用，具有明显的抗细胞凋亡作用。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,其作用机理在MT对自由基的直接清除作用和MT对脂质过氧化反应的抑制作用。但老年人在这一点上存在两个突出问题，一个是MT分泌量降低的问题，这可以通过适当给予MT制剂来获得部分解决；另一个是细胞MT受体的退化而MT利用率的降低，这严重影响了MT的利用和作用的发挥。近年来国外研究MT受体的报告很多，如中枢神经系统MT受体的研究、MT受体的体内分布等，其基因序列及其mRNA序列

10、已经报道。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,研究发现MT受体在细胞的表面及核膜均具有，特别是核膜MT受体可使MT的自由基清除作用对核内DNA起到明显保护作用而不使之在过量自由基作用下损伤或断裂。MT受体的退化所造成的MT利用率降低问题不是药物能解决的，所以，解决MT受体退化问题乃是MT课题研究的关键。（二）微量元素人体内共有60多种元素，分布于人体所有组织、细胞和体液中。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,所谓“微量元素”是指那些体内含量不足体重万分之一者，它们都必需依赖于从外界摄入来纤维体内正常含量，体内不能合成微量元素。公认的人体必需微量元素有下列

11、14种：铁（Fe）、碘（I）、锌（Zn）、铜(Cu)、锰(Mn)、硒(Se)、铬(Cr)、钼(Mo)、钴(Co)、氟(F)、锶(Sr)、锡(Sn)、镍(Ni)、钒(v)。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,正常情况下，这些微量元素通过机体的吸收、代谢、储存、排泄等功能都能维持在一个正常的水平。微量元素虽量微但对人体具有极其重要的生理功能，广泛涉及到人体生长发育、新陈代谢、神经活动、免疫功能、酶及分泌活性等几乎所有生命活动过程，一旦这些微量元素摄入不足、在体内过量聚集或者微量元素间比例失调，都将引起严重后果。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,例如，人体内

12、有约1000种酶，其中70%以上的酶为金属酶，一些微量元素就是某些酶的组成成份或活性基团，一旦相应微量元素摄入不足，这些酶的活性就会下降而出现严重病理变化。以往，人们多注意微量元素的摄入不足，而忽视了微量元素间的比例失调，实际上，微量元素对机体功能的影响正是各种适当量微量元素综合作用的结果。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,人体步入老年期以后，由于摄入、代谢以及排泄等功能的紊乱，微量元素的正常含量、比例都易于发生对机体有害性改变，从而引起一系列衰老性表现。例如Zn、Mn、Se和Cr等可以从基因表达水平来影响谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-pk）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C

13、）以及SOD和IgA等的含量水平，当这些物质含量低于正常水平时，可从多种途径引起衰老。,老年学：第三节抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,研究证明，Zn、Mn、Se、Cr、Co、Ge（锗）、V等对脂代谢，Cr、Mn、Ni等对糖代谢，Zn、Se等对蛋白质代谢都具有重要作用，一旦这些元素缺乏时，三大代谢将出现障碍，许多生理功能将随之出现紊乱，几乎所有的衰老性症状、体征都可随之发生。在所有微量元素中，以Zn、Mn、Se、Cu等较为重要，它们与保护生物膜、提高人体免疫功能、清除自由基、维护正常的代谢功能、调节血脂代谢防止动脉硬化以及维护脑细胞能量代谢和改善脑细胞功能等具有密切关系。,老年学：第三节

14、抗衰老研究进展,第三节抗衰老研究进展：,研究发现与长寿有关的元素还有很多，这里不再一一列举。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,一、衰老与抗衰老研究的有关策略（一）基因克隆策略衰老与抗衰老研究中一个十分重要的核心便是衰老或长寿基因的研究，作为前提和基础，必需先对欲研究的衰老或长寿基因进行克隆，这样才能从本质上研究衰老或长寿基因的调控机制以及各种内外环境因素对调控的影响，为人类利用这些调控路径造福于健康长寿事业做出贡献。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,人类染色体DNA双螺旋结构中包含了大约10万个基因，迄

15、今为止，只有不到30种基因被克隆。近年来，基因克隆的新技术、新方法不断涌现，大大加快了基因克隆的步伐。衰老与抗衰老领域完全可以利用这些方法。1。依赖mRNA或蛋白表达的方法如果已知某个基因的表达产物，则可以根据其氨基酸顺序合成寡核苷酸探针从cDNA文库中调出cDNA克隆；利用克隆的DNA片段也可直接筛选cDNA文库；通过Northern杂交法也可得到某一克隆片段内的表达顺序。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,但实际情况往往是我们不知道待研究基因的表达产物，或者不能获得足够重的纯化的表达产物去测氨基酸序列或作为配体利用。而且，一个基因的表达往往要求特

16、异的组织。（1）Northern杂交分析筛选法利用Northern杂交法分析可以迅速得到某一克隆片段，如YAC、cosmid和phage内转当序列。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,YACDNA较为复杂，直接进行Northern杂交分析难以得到可靠的转录子，故必须先把YAC亚克隆为cosmid或phage的重叠群，以检测到转当顺序的克隆或亚克隆再去筛选cDNA文库，以得到cDNA克隆。（2）cDNA文库筛选法每种细胞中约15000个基因可以表达，但其含量从几个拷贝到20万拷贝不等，所以，就面临一个文库完整性的问题。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策

17、略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,可以下述3种方法使文库趋于完整：用基因组DNA进行杂交选择；用二次复性法；将cDNA变性后拷贝少的片段复性得慢，去掉双链后各种转录子的拷贝数将会匀衡，然后以PCR扩增，得到一个完整的cDNA文库；构建各种特异性组织的混合文库池。对于上述完整cDNA文库可以单拷贝或复杂探针来筛选。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,（3）杂交筛选法将cDNA文库和大片段的基因组DNA杂交，通过PCR（引物与cDNA文库载体克隆位点两端序列对应）可以筛选到基因组DNA中的表达序列。该法还可用来筛选某一给定大片段内的微卫星DN

18、A。2。不依赖表达的方法这些方法不用构建某一特定组织某一适当发育时期的cDNA文库，它主要是用于对某一小段被认为含有潜在的外显子的DNA片段进行研究。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,这类方法有CpG岛筛选法、NotI连锁片段筛选法、外显子捕获法、Zooblot筛选法、剪接位点筛选法等等。3。其它基因克隆法由于计算机技术的飞速发展，利用所获得的基因序列在计算机基因组数据库中鉴定那些潜在的外显子成为可能。不同种之间的DNA序列可在计算机中进行比较，那些保守的序列意味着可能是某种外显子或者具有某种重要的生理功能。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展

19、望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,对cDNA文库中随机挑选的cDNA克隆进行序列分析和染色体定位也是克隆基因的一种方法。随着DNA测序技术的自动化和机器人的使用，DNA序列分析的速度越来越快，利用DNA序列分析软件可在基因组DNA中鉴定侯选的开始阅读框架（openreadingframes）。被誉为抗体第三次革命中的抗体工程新技术噬菌体抗体库技术（technologyoftherepertoireofantibodiesdisplayedonphages）是克隆人源性抗体基因的新技术，它使人类绕过杂交瘤和预免疫（by-passingimmunizationandhybridoma）这些杂

20、交瘤单克隆抗体制备技术而研制任意一种基因工程抗体的梦想终于变成了现实。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,由于篇幅所限，其复杂的工作原理这里不再赘述。以该技术所制备的人源性基因工程抗体克服了杂交瘤单抗的不足（如人体应用的异质性问题）。因内王琰、侯景春等已经成功地应用该技术克隆、筛选了人源性抗HBsAG、HTV（汉坦病毒）的单链抗体基因（ScFv）。应用该技术可以克隆、筛选所有其表达物具有配体的基因，如受体基因等。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老研究策略与展望：,它在对促衰老基因以及抗衰老基因或者某种抗衰老作用物（如受体）等研究方面具有很大潜力。目前，该技术正向全分子抗体基因以及高效率表达方向发展。（二）基因治疗策略对衰老的基因治疗方面目前还研究极少，但可以肯定地说衰老的基因治疗具有诱人的前景。可以从两个方面来考虑这个问题。首先，对于已经阐明的具有促衰老作用而无其它重要生理功能的基因可以考虑用基因治疗的方法给予抑制或破坏；其次，对于已经肯定的具有长寿作用而对人体又无不利影响的基因可以考虑以基因工程的方法促其表达。,老年学：第四节衰老与抗衰老研究策略与展望,第四节衰老与抗衰老