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长寿的秘密可能在于细胞如何死亡

2026-04-02 17:01 泉水 生物行 阅读 0
核心摘要: 在每个生物体的核心 细胞活动如同一场精密的管弦乐表演 但正如所有演出 生命的交响乐最终也会落幕 而且往往并非平静地结束 在细胞如何有序地生存 分裂和死亡受到大量关注的同时 一种鲜为人知但更为暴烈的终结 关键词:长寿、癌基因

在每个生物体的核心,细胞活动如同一场精密的管弦乐表演。但正如所有演出,生命的交响乐最终也会落幕——而且往往并非平静地结束。在细胞如何有序地生存、分裂和死亡受到大量关注的同时,一种鲜为人知但更为暴烈的终结方式却潜伏在阴影中:坏死。坏死曾被认为只是一个混乱的终点——一个精心编排的生物学故事中潦草的脚注——如今却正步入聚光灯下。科学家认为,它可能掌握着延长人类寿命、对抗年龄相关疾病,甚至实现深空旅行的钥匙。

这一革命性想法源于伦敦大学学院、欧洲空间局和生物技术公司LinkGevity的研究人员发表于《癌基因》(Oncogene)的一项新研究。在这篇里程碑式论文中,国际科学家和临床医生团队挑战了将坏死仅视为疾病和衰老症状的传统观点。相反,他们提出了更具挑衅性的看法:坏死不仅是结果,更是人类退化的驱动机制——也是一个诱人的干预机会。

值得理解的死亡

“人们不喜欢谈论死亡,尤其是在细胞层面,”该研究合著者、伦敦大学学院肾脏与膀胱健康中心的Keith Siew博士说,“但如果我们真想理解衰老和疾病,就需要理解细胞为何及如何以特定的方式死亡。因为当细胞死亡时,影响的不仅仅是那个细胞本身——还有之后发生的一切。”

细胞可以以多种方式死亡。有些方式,如凋亡,是有序且程序化的,是一种优雅的自杀,让身体可以轻松地回收和替换细胞物质。但坏死则不同。它原始、灾难性、且毫无计划。由感染、损伤、毒素或极端压力触发,坏死与其说是平静的告别,不如说是一场爆炸。它导致细胞破裂,将其内容物(包括炎症分子)泄漏到周围组织中。这不仅干扰邻近细胞,还会引发破坏性的连锁反应,如同火灾蔓延。

科学家现在认为,这可能是衰老本身的核心引擎之一。

钙灾难

坏死的分子核心是一种微小但强大的元素:钙。在健康细胞内,钙离子浓度保持在极低水平——比细胞外低达10万倍。这种陡峭的梯度使钙离子能够充当信使,发出细胞何时应生长、分裂、修复或休息的信号。但当压力足够大以打破屏障时,钙离子大量涌入,使细胞的内部机制短路。

想象一台精密时钟突然被水淹没:齿轮卡住,电路短路,瞬间秩序崩溃为混乱。细胞开始肿胀,膜破裂,内容物泄漏到细胞外环境。与程序性死亡中整洁的溶解不同,坏死是“喧闹”的、促炎性的,且具有深度破坏性。

“坏死一直显而易见却被忽视,”该研究主要作者、LinkGevity首席执行官Carina Kern博士说,“它常被视为疾病过程的最后一幕。但我们发现,坏死实际上可能是开场序幕——为进一步的损伤和退化搭建舞台。如果我们能阻止或预防它,或许能彻底重塑我们治疗年龄相关疾病的方式。”

逆转衰老?

该研究提出,坏死不仅伴随衰老,而且加速衰老。随着年龄增长,组织更容易受到触发坏死的各种压力:炎症、氧化应激、线粒体功能障碍和免疫失调。一旦坏死开始,它可以引发损伤和愈合受损的循环。受损组织变得纤维化和发炎,而再生过程则停滞不前。这种效应像滚雪球一样,导致心脏病、肾衰竭、神经退行性疾病甚至某些癌症。

Kern博士将坏死描述为连接看似不相关疾病的“缺失环节”。“如果你看阿尔茨海默病、肾脏疾病、心力衰竭——它们都涉及细胞损伤和再生不良的循环。在其中每一种疾病中,坏死都在启动这些循环中发挥关键作用,”她解释说,“中断坏死,即使是暂时的,也可能在损伤变得不可逆之前给身体一个愈合的机会。”

这不仅仅是理论。在动物模型中,研究人员已经证明,阻断与坏死细胞死亡相关的特定通路可以减少组织损伤并改善结果。新的实验性化合物正在开发中以调节坏死,其中一些已进入退行性疾病的早期试验。研究人员说,下一个前沿是将坏死作为系统性干预的目标——不仅在单一疾病中,而且贯穿整个衰老过程。

肾脏:坏死的无声受害者

坏死的影响在肾脏中最为明显——也最被低估。这些精密的过滤系统是身体中最脆弱的器官之一,不断受到代谢废物、免疫活动和环境毒素的冲击。根据Siew博士的说法,到75岁时,近一半的人表现出慢性肾脏疾病的迹象,即使他们自己并未察觉。

“肾衰竭不是由单一原因引起的,”他解释说,“它是由上千个小损伤——血流不畅、炎症、氧化应激——共同造成的,所有这些都汇聚于坏死。肾脏细胞不堪重负,一旦坏死开始,就会自我强化。你得到纤维化、进一步损伤,最终达到透析或移植是唯一选择的临界点。”

但如果坏死能在早期——在螺旋开始之前——被拦截,那么医生或许能够完全预防或延缓肾衰竭。“我们无法阻止每一个压力源,”Siew说,“但如果我们能阻止坏死,我们或许就不必阻止压力源。”

太空飞行与衰老悖论

随着人类将目光投向火星及更远的地方,长期太空旅行的挑战日益突出。近期太空任务中最令人担忧的发现之一是宇航员经历加速衰老:骨质流失、肌肉萎缩、免疫功能障碍,以及值得注意的是,肾功能下降。

2024年,Siew博士合著的一篇论文表明,肾脏可能是延长人类太空飞行的最大瓶颈。在微重力环境下,钙稳态被破坏,对肾功能的压力急剧增加。宇宙辐射加剧了问题,造成DNA损伤,进一步加速坏死。

南威尔士大学教授、ESA生命科学工作组主席Damian Bailey表示,其影响是深远的。“如果我们不解决太空中的坏死问题,我们可能永远无法安全地将人类送上火星,”他说,“但另一面同样令人兴奋——如果我们在太空中解决了它,这些解决方案将改变地球上的健康。”

Kern博士对此表示赞同。“坏死是伟大的‘均衡器’。它影响太空中的宇航员、重症监护中的病人,以及日常生活中的老年人。它是如此多慢性疾病的最终共同通路。如果我们能阻止它,即使是暂时的,也可能给身体一个修复、再生和茁壮成长的机会。”

迈向再生医学的新时代

坏死研究最诱人的前景或许在于其解锁再生的潜力。通常,当一个细胞有序死亡时,附近的干细胞会介入替代它。但当坏死发生时,环境会变得有毒——纤维化取代功能性组织,炎症抑制修复,那些本可以分裂并愈合伤口的细胞要么休眠,要么自身死亡。

“如果我们能暂时阻止坏死,即使是很短的时间,也可能让身体的自然愈合系统启动,”Kern博士说,“我们不是在谈论永生。我们在谈论给予组织更好的条件,让它们更长久地发挥功能。”

该论文不是呼吁炒作,而是呼吁行动。作者认为,坏死在人们急于理解凋亡和其他更知名的细胞机制的过程中被边缘化了——但这种情况即将改变。

“这是拼图中缺失的一块,”Bailey教授说,“几十年来,我们一直试图从外向内减缓衰老。坏死让我们能够从内向外。”

下一步是什么?

已有生物技术初创公司正在探索靶向坏死的药物,一些聚焦于钙信号,另一些关注线粒体稳定性,还有一些专注于免疫调节以清除细胞死亡后的损伤。目标不是完全消除坏死——它毕竟是对压倒性压力的自然反应——而是调节它,将平衡倾斜回修复而非崩溃。

如果这项研究成功,它可能标志着一个根本性的转变——不仅改变我们治疗阿尔茨海默病或肾衰竭等疾病的方式,也改变我们对衰老、活力、甚至我们在宇宙中位置的思考。

“我们正站在一个新领域的边缘,”Siew博士说,“而大门可能不是砰然打开,而是一个细胞选择了不死亡。”

参考原文: Carina Kern, et al. Necrosis as a fundamental driver of loss of resilience and biological decline: What if we could intervene?, Oncogene (2025). DOI: 10.1038/s41388-025-03431-y.

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