长寿与脑细胞维修艺术

人体内最长寿的细胞是什么？答案是脑神经细胞。

科学界曾经认为成年人的大脑不具备细胞更新的能力，后续研究虽然推翻了这一观点，但新生成的脑细胞数量极其有限，大部分脑细胞都会一直工作到主人去世时为止。

脑细胞的长寿很有必要，因为一个人的生活记忆是通过相互连接的脑神经网络来储存的。一旦连接断开，记忆随即消失。如果脑神经细胞可以大批量再生，那么这个人也许可以活很久，但他的自我意识将会随着神经连接的中断而被抹去，慢慢变成另外一个人，恐怕没人想要这样的长寿吧？

但是，细胞寿命太长也有问题，那就是无法保证作为遗传物质的DNA完好无损。众所周知，DNA是一条长链大分子，经常会发生断裂，需要不断地进行修补。一旦错误太多，修补能力又跟不上，细胞功能就会受影响。此时最好的办法就是让这个细胞死掉，再生成一个新的健康细胞填补空缺。事实上，人体内的绝大部分组织都是通过细胞更新的方式来维持健康的。

那么，因故无法随时更新的脑细胞是用什么办法来修补DNA损伤的呢？这就是美国索尔克研究所（Salk Institute）所长拉斯提·佳格（Rusty Gage）博士正在研究的课题。

通常情况下，研究DNA损伤的科学家都会把注意力集中在损伤本身。他们会找出损伤的位置，再去分析这些损伤到底产生了哪些影响。佳格博士另辟蹊径，决定研究一下DNA的修复过程。在他看来，损伤就是因为修复不及时造成的，如果搞清了DNA修复的细节，就能从另一个侧面知道DNA损伤究竟意味着什么。

研究人员先用诱导因子将人类胚胎干细胞转化为神经细胞，然后在细胞培养液中加入一种经过特殊标记的人造核苷。核苷是核苷酸的前体，可以将其看成是用于替换的零配件。培养了一段时间之后，研究人员将神经细胞中的DNA提取出来进行分析，看看那些加了标记的人造核苷究竟是如何分布的，这样就可以知道DNA修复发生在什么位置。

分析结果让人大吃一惊，这些标记物并不是均匀分布的，而是集中在大约6.5万个热点位置，合起来只占人类基因组的2%。这个结果说明DNA修复机制并不是一视同仁的，而是把精力都集中在了一些重要的基因位点上。

进一步分析表明，这些位点所代表的基因有很多都是编码和神经退行性疾病有关的蛋白质，这些病包括阿尔兹海默病和帕金森氏症等，都是一些老年病。

更有意思的是，当研究人员在培养液中加入一些能够导致基因突变的化学试剂时，热点附近的DNA往往要比其他区域的更加稳定，这就进一步说明这些热点是被重点保护的基因片段，它们的功能对于神经细胞来说太重要了。

这其中的一批最稳定的热点和DNA甲基化（Methylation）有关。甲基是DNA分子上的一种修饰物，能够决定哪些基因应该被激活，哪些基因应该关闭。DNA甲基化模式是衡量细胞年龄的最重要的指标，这说明细胞的衰老很可能就是DNA修复功能变弱的结果。

佳格博士将研究结果写成论文，发表在2021年4月2日出版的《科学》（Science）杂志上。这篇论文引起了广泛关注，因为这个发现为制药厂提供一个全新的思路。如果我们想办法激活神经细胞的DNA修复系统，也许就可以预防神经退行性疾病，甚至有可能延缓衰老。 dna科学科普生命八卦脑细胞