Nature：暴露在污染物中，增加的自由基损伤会加速衰老

2021年7月13日讯/生物谷BIOON/---每天，我们的身体都面临着紫外线、臭氧、香烟烟雾、工业化学品和其他危害的轰击。这种暴露可能导致我们体内自由基的产生，从而损害我们的DNA和组织。在一项新的研究中，来自美国西弗吉尼亚大学和明尼苏达大学的研究人员发现未修复的DNA损伤会增加衰老的速度。相关研究结果近期发表在Nature期刊上，论文标题为“An aged immune system drives senescence and ageing of solid organs”。

这些作者培育出经过基因改造的小鼠（下称基因改造小鼠），从而使得它们的造血干细胞（发育成白细胞的未成熟免疫细胞）中缺少一种关键的DNA修复蛋白。没有这种修复蛋白，小鼠就无法修复其免疫细胞中累积的受损DNA。

当一只基因改造小鼠5个月大时，它就像一只2岁的小鼠。它有后者的所有症状和身体特征。它有听力损失、骨质疏松症、肾功能障碍、视觉障碍、高血压以及其他与年龄有关的问题。它过早衰老只是因为它已经失去了修复DNA的能力。根据这些作者的说法，一只正常的2岁小鼠在年龄上大约相当于70岁到80岁出头的人类。

这些作者发现，与正常的野生型小鼠相比，细胞老化或衰老的标志物，以及细胞损伤和氧化的标志物，在基因改造小鼠的免疫细胞中明显增多。但这种损害并不局限于免疫系统；基因改造小鼠在肝脏和肾脏等器官中也表现出老化、受损的细胞。这些结果表明，未修复的DNA损伤可能导致整个身体过早衰老。

当我们暴露在污染物中时，例如用于癌症治疗的放疗，能量就会转移到我们体内的水中，将水分解。这就产生了高度反应性的分子---自由基，它们会迅速与另一个分子相互作用，以获得电子。当这些自由基与重要的生物大分子（如蛋白质或DNA）相互作用时，会造成损害，使这些生物大分子无法正常工作。

接触一些污染物是不可避免的，但有几种生活方式选择会增加对污染物的接触，从而增加体内的自由基。吸烟、饮酒和因职业危害接触杀虫剂和其他化学品都会大大增加自由基。一根香烟每吸一口就有超过10到16个自由基，这还只是来自燃烧的碳材料。除了因接触污染物而产生的自由基外，人体在将食物转化为能量的过程中也不断产生自由基，这个过程称为氧化磷酸化。

这些作者表示，“我们在线粒体中有为我们清除自由基的机制，但如果它们不堪重负---如果我们营养过剩，如果我们吃了太多的垃圾食品，如果我们吸烟---那么这种防御机制绝对无法跟上。”

随着身体的老化，自由基的形成所造成的损害量变得比抗氧化剂的防御能力更大。最终，这两者之间的平衡向氧化剂一方倾斜，损害开始超过修复。如果我们暴露在更多的污染物中，积累了更多的自由基，这种平衡将更快地被打破，导致过早衰老。

VAV-ICRE+/-；ERCC1-/FL小鼠中的分子变化，图片来自NIAID RML。

在美国西弗吉尼亚州，因自由基损害而导致的过早衰老问题尤为重要。该州的肥胖公民比例在整个美国最高，吸烟者和从事高污染职业的工人比例也很高。许多西弗吉尼亚人还有合并症，如糖尿病、增强型心血管疾病、中风和肾脏问题，这使情况进一步复杂化。

虽然有一些药物，即所谓的抗衰老剂，有助于减缓衰老过程，但这些作者认为最好是通过改变生活方式来防止过早衰老。专注于通过预防措施延缓衰老过程可以改善每种合并症的结果，为人们的生活增加更多的健康年限。

这些作者表示，“这对寿命的影响较小，而对健康寿命的影响更大。如果你能让人们更好地获得医疗保健，更好地接受教育，让他们更容易地获得更健康的饮食和参与更健康的生活方式，那么就可以改善西弗吉尼亚州人口的整体经济负担，并在各个方面取得更好的结果。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Matthew J. Yousefzadeh et al. An aged immune system drives senescence and ageing of solid organs. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03547-7.