碱基周报(第 005 期):人类寿命的极限

记录每周值得分享的生命科学和生物信息学进展内容,周日发布。


封面图源:pexels.com

本周话题:人类寿命的极限

上世纪60年代,美国加利福尼亚大学的老年学专家莱纳德·海弗里克用人类表皮细胞作为实验对象,发现人类表皮细胞自然分裂大约在50次后就会停止分裂。这个试验证明了人类的细胞分裂次数是有上限的,也就是著名的“海弗里克上限”。

在正常人类细胞中,染色体末端的端粒DNA序列会随细胞分裂而不断缩短(癌细胞是个例外,它的端粒酶活性高,能够修复端粒)。当端粒缩短到一个极限后,细胞就会停止分裂,人体走向衰老。基于此,通过分析计算人体细胞分裂周期以及细胞分裂的上限,就可以推断出人类的极限寿命在120岁左右

2021年5月25日,新加坡 Gero PTE 公司和俄罗斯、美国等研究机构组成的国际研究团队在 Nature Communications 期刊发表了题为:Longitudinal analysis of blood markers reveals progressive loss of resilience and predicts human lifespan limit的研究论文。

image-20210610081517208

这个研究利用英国生物样本库(UKBiobank)以及其国家营养和健康调查(National Health and Nutrition Examination Survey)所获得的纵向人类血液细胞计数数据,提出了一个新的方法,定义并计算了一个描述生物学年龄的单一变量,称之为动态生物体状态指标(DOSI)。

DOSI沿着单个衰老轨迹捕获生物体状态的动力学与在缓慢衰老的随机漂移过程的动力学是一致的。而且,DOSI变异性的增加会随年龄的增长近似呈线性,如下图所示是量化描述机体衰老和修复丧失过程的示意图。

image-20210610083607945

寿命极限是生物体的一种内在的生物特性,它独立于压力因素,最终基于DOSI计算出人类寿命存在一个基本而绝对的限制——人类最大寿命约为120-150年

https://mp.weixin.qq.com/s/3JRXigirEnbc5qELVIxsFg

这项研究的一个大意义是实现了对人类衰老程度的量化计算。一旦可以量化了,就有被管理好的可能。

文章和资讯

1、雄鼠怀孕,产崽10只

img

这个成果很厉害,但还也仅是一个探索的开始,要实现完全的雄性怀孕还比较远。

这项研究是海军军医大学的科学家实现的,目前还没正式发表,只是在 bioRxiv 预发表了。

他们的做法是将一只雌性大鼠和一只雄性大鼠背靠背连接在一起,形成一个“连体儿”,使它们能够共享血液。然后将另一只雌性大鼠的子宫移植到连体雄性大鼠体内。然后将发育初始胚胎植入到雄性子宫内,以及与雄性相连的雌性大鼠的原生子宫。

而之所以将两只老鼠变成连体儿,是为了让雄性大鼠体内的胚胎也可以在共享的“妊娠血液”下发育。

经过21.5天的妊娠期后,研究人员发现,雌性大鼠的子宫中有169个胚胎发育正常,而雄性大鼠的子宫中只有27个胚胎发育正常。最后,雄性大鼠通过剖腹产,成功产下10只发育良好的幼鼠。

https://new.qq.com/omn/20210619/20210619A0349N00.html https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.06.09.447686v2

2、科学家完成了迄今最完整的人类基因组测序

"Completing the human genome: Researchers have been filling in incomplete sequenced parts of the human reference genome for 20 years, and have now almost finished it, with 3.05 billion DNA base pairs." A graphic where the x axis is years from 2000 to 2021 and the y axis is base pairs in billions. The scatter plot shows a steep increase from 2000 to 2004, then a steady increase up to today. Source line reads: "0.3% of sequence might still have errors. Includes X but not Y chromosome. Count excludes mitochondrial DNA. Source: Human Genome Project"

人类基因组计划完成20年之后,研究人员通过结合三代测序技术对 CHM13 (葡萄胎细胞系)样本实现了染色体从端粒到端粒(T2T)的完整测序和组装,新成果增加了 200Mbp 此前未测得的DNA序列,人类基因组延长至3.05Gbp,这是目前最完整的人类基因组序列了,并从中鉴定出115个新的编码基因。但要注意的是,预计目前的结果中可能还有约 0.3% 的序列错误,而且 Y 染色体 T2T 的组装还没搞定。

https://www.nature.com/articles/d41586-021-01506-w?utm_source=twt_nat&utm_medium=social&utm_campaign=nature

3、睾丸是与大脑最相似的人体器官,它们共享10000多种蛋白质

img

有人说,男人是靠“下半身思考的动物”,似乎还真有点道理。今年6月2日发表在Open biology上的一篇研究论文在对比了 33 种人体组织中的蛋白,包括:心脏、肠道、子宫颈、卵巢和胎盘等之后发现睾丸和大脑中相同的蛋白竟然高达 13,442 种!与其他身体组织相比,大脑和睾丸中共同的蛋白质数量最多。

睾丸和大脑看起来似乎完全不具备任何可比性,但就这个结果,研究人员还是找到了一些解释。

首先,大脑和睾丸都是对能量需求很高的器官,一个负责思考,另一个需要每天产生数百万个精子,所以两种器官当中都存在专门发挥支持作用的细胞,确保充足的能量供应。

其次,神经元和精子之间还有一个相似之处,就是它们需要频繁将自身的物质释放到外界环境中,这一过程被称为胞吐作用(exocytosis)。神经元通过释放神经递质,相互传递信号,树突和轴突的生长也和胞吐作用有关;而精子通过这一过程释放对受孕发挥关键作用的物质,以及与卵子结合。

https://www.linkresearcher.com/theses/7fc38a60-8b6b-4faa-b3a9-27079d7cb9dc

4、全球首个能阻止阿尔茨海默病进展的药物获美国FDA加速审批上市

トピックス - 認知症予防財団

2021年6月7日,美国食品和药物管理局(FDA),批准了百健 (Biogen) β淀粉样蛋白抗体Aduhelm(aducanumab)药物的上市许可。Aduhelm是自2003年以来,美国FDA批准的首个治疗阿尔茨海默氏症(AD)的新药。

但是,这个药物的获批本应是一个好事,但却也有一些专家对此作了强烈的反对。

https://mp.weixin.qq.com/s/jIBiQFjPnfRAQRBwiMzCeA

5、不顾专家反对!FDA批准阿尔茨海默症新药上市

image-20210620205324567

2021年6月7日,美国食品和药物管理局(FDA)不顾专家小组的强烈反对,批准了百健 (Biogen) β淀粉样蛋白抗体Aduhelm(aducanumab)药物的上市许可。

https://mp.weixin.qq.com/s/XCYEDtsEk_sZr1pdEtRYaA

4和5这两个信息同时发生了,要结合起来一起看。

Aduhelm的上市之路也是一波三折,其两项关键性临床试验曾遭质疑,β-淀粉样蛋白抗体机制也饱受争议。2019年3月,这个药的三期临床试验中发现这款药物对阿尔茨海默病引起的认知功能损伤没有改善作用,很可能无法达到主要疗效终点,因此宣布终止 aducanumab 代号为 ENGAGE 和 EMERGE 的两项全球III期临床试验。

在评估Aduhelm有效性的临床研究中,伴随着增加用药剂量和延长作用时间,结果显示一组试验组确实出现了β蛋白斑块的减少情况,然而另一组β蛋白斑块并没有减少。这也是引起该药存有争议的原因。甚至有医生说即使批准上市,也不会给患者使用。

之所以出现这样的情况,一个很重要的原因是阿尔茨海默病的发病原因和机制至今尚未明确,目前药物研发都是基于各种假说理论,包括大脑β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积、神经纤维缠结、神经炎症、颅脑外伤等等。百健的Aduhelm就是基于β-淀粉样蛋白假说而开发研制的一种单克隆抗体药物。

但问题是解决了β-淀粉样蛋白的沉积就能治愈阿尔茨海默病吗?基于患者脑部β-淀粉样蛋白沉积的现象,研究者展开了大量研究,试图寻找治疗阿尔茨海默病的特效药物。然而,这些研究疗法虽然能够成功降低Aβ水平或者消除大脑中β-淀粉样蛋白的沉积,但是对患者的认知能力的衰退却没有帮助,所以让 β-淀粉样蛋白假说备受质疑。

但 Aducanumab 在临床上还是取得了一些积极的成果,也许或多或少对于深受阿兹海默疾病所困的患者和家庭来说都有些积极意义吧。

订阅

《碱基周报》每周首发于个人公众号:helixminer(碱基矿工)

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,098评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,213评论 2 380
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,960评论 0 336
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,519评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,512评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,533评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,914评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,574评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,804评论 1 296
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,563评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,644评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,350评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,933评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,908评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,146评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,847评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,361评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容

  • 注:此文有大量原文引用,但并无牟利目的,如涉及版权问题,请通知本人下架。另禁止转载。 [格式] 原文摘录 我的批注...
    小蒋不素小蒋阅读 1,184评论 0 1
  • 记录每周值得分享的生命科学和生物信息学进展内容,周日发布。 封面图 本周话题:人类起源的故事 从东非大裂谷形成直到...
    黄树嘉阅读 127评论 0 0
  • 虽然各种“真正的食物”社区中的许多人都同意人造甜味剂是一个坏主意,但甜菊糖通常被推荐作为天然糖替代品,因为它来自一...
    医路有我鹏哥阅读 1,961评论 2 2
  • 我是黑夜里大雨纷飞的人啊 1 “又到一年六月,有人笑有人哭,有人欢乐有人忧愁,有人惊喜有人失落,有的觉得收获满满有...
    陌忘宇阅读 8,520评论 28 53
  • 信任包括信任自己和信任他人 很多时候,很多事情,失败、遗憾、错过,源于不自信,不信任他人 觉得自己做不成,别人做不...
    吴氵晃阅读 6,178评论 4 8