我们死去时,体内是否还留有出生时的细胞?
这个问题看似简单,答案却藏着关于生命、衰老和再生机制的诸多奥秘。
Michael McClennen:
中枢神经系统的神经元几乎从出生陪伴我们到死亡。这些神经元不会分裂,也不会被替代。除非遭遇疾病或外伤,大多数人死亡时脊髓里仍保留着出生时的神经细胞。脑中许多关键神经通路也由在子宫中发育的神经元构成,并一直存活到终老。还有一种特殊的细胞——构成眼睛晶状体的细胞,同样可以陪我们走完一生。
与此同时,我们的每个组织和器官内都藏有一群干细胞,它们的职责就是源源不断地产生新细胞,替换那些死去或受损的细胞。虽然这些干细胞一生会分裂无数次,但在每一次分裂中,通常只有一个“子代”保持干细胞的身份,另一个则转变为所需功能的组织细胞。随着年龄增长,越来越多干细胞失去自我更新的能力,身体也因此逐渐走向衰老。但即便在老年死亡之际,我们体内仍可能残存一小部分从子宫时期就存在、仍保有功能的干细胞,它们虽分裂了无数次,却仍不屈不挠地维持生命的延续。
John Flavin:
女性出生时体内就已经拥有她一生的全部卵子。还有眼睛中的晶状体和角膜内皮细胞,它们也终生不被替换。至于大脑皮层的神经元,出生后便不再新增,一旦死亡便无法补充。
Christian Brown:
从细胞“永生”的角度如果想让细胞永远不死,我们必须打破一些维持身体正常秩序的防线,这些防线正是防止癌症等失控疾病的重要机制。
染色体末端的端粒,就像细胞寿命的“倒计时器”。每分裂一次,端粒就变短一些,最终染色体变得像磨损的鞋带,更易损坏和失效。科学家通过延缓端粒磨损,已经在小鼠身上观察到“逆转衰老”的迹象,但对人类是否有效仍未明朗。
还有一个伦理问题:如果能让人不老不死,地球上的人口该怎么办?这正是科学界不愿轻易涉足的敏感领域。作为研究细胞的人,他每天接触那些被“永生化”的细胞,有时也会思考:为什么我不能也让自己不再老去?
Lyle McElhaney:
细胞替换不仅仅在细胞层面,有时更微妙。比如皮肤,表层细胞本身是为了不断向上堆叠,最终在外层死亡并被剥落。这些死去的细胞其实仍停留在身体表面一段时间。他提醒我们,虽然每个细胞都可以追溯至最初的受精卵,但这颗卵子本身并不会保留下来,也许只残存极少微弱的痕迹。
Nelson Ricks:
从死亡过程谈起。细胞可以因程序性死亡(凋亡)或病理性死亡(坏死)而死。凋亡是细胞自我销毁的过程,较为“温和”,而坏死则通常伴随细胞破裂甚至爆炸。然而,在大脑缺氧时发生的坏死并非总是那么迅速彻底。他猜测,人在临终时,虽然大脑组织已经功能终止,但神经元结构可能仍短暂保留。如果在分解过程开始前能阻止神经元彻底崩解,会不会还有保存记忆和人格的可能?这个想法令人着迷。
Himanshu Mishra:
从科学机制解释细胞为何无法无限分裂。他指出,不只是端粒缩短,还有DNA损伤、细胞因子的积累等因素会让细胞失去分裂能力。端粒的作用类似保护帽,防止DNA末端被识别为断裂。一旦端粒过短,DNA会暴露,导致染色体异常甚至细胞死亡。
虽然体内确实存在维护端粒长度的酶——端粒酶,但一般只有胚胎、性腺和骨髓、肠道等高更新组织的干细胞才会表达它。而且即使有端粒酶,它的活动也受到严格控制,防止端粒无限拉长,引发癌变。例如,患有先天性端粒病的人,由于端粒功能异常,常在年纪轻轻时就出现血液异常、组织修复不良,甚至过早死亡。
反过来看,很多癌细胞却拥有异常高的端粒酶活性,这也是它们能持续疯长的原因之一。而在一些肿瘤中,即使缺乏端粒酶,细胞也会启动替代机制(ALT路径),继续维持端粒长度。
不要轻信那些写得花里胡哨的“科普”文章,细胞的衰老与再生不是简单的加减法。现实远比想象复杂,生物学从不乏混乱与例外。虽然我们尚未找到让人类永葆青春的方法,但世界各地的科学家依然在努力寻找答案,也许某一天,我们真的能让时间慢下来。只是今天,还不是那一天。