衰老过程能否被延缓甚至逆转？日本筑波大学特聘教授林纯一领导的研究表明，至少在人类细胞系中，这是可能的。研究团队还发现，调控甘氨酸（最小、最简单的氨基酸）生成的两个基因部分导致了衰老的某些特征。
林教授及其团队在解决围绕一个流行衰老理论引发的争议时，做出了这一令人振奋的发现。这个理论——线粒体衰老理论——认为，与年龄相关的线粒体缺陷是由线粒体DNA中突变积累所控制的。线粒体功能异常是包括人类在内的许多物种衰老的标志之一，这主要是因为线粒体作为细胞的“能量工厂”，通过细胞呼吸过程产生能量。线粒体DNA损伤会导致DNA序列改变或突变，这些改变的积累与寿命缩短以及体重减轻、脱发、脊柱弯曲和骨质疏松等衰老相关特征的早发有关。
然而，越来越多的矛盾证据对该理论的有效性提出了质疑。筑波团队尤其进行了一些令人信服的研究，提出与年龄相关的线粒体缺陷并非由线粒体DNA突变积累控制，而是由另一种基因调控形式——表观遗传调控——所控制。该研究本月发表在《自然》旗下《科学报告》期刊上，研究了来自年轻人（年龄范围从胎儿到12岁）和老年人（年龄范围80-97岁）的人类成纤维细胞系中线粒体的功能。研究人员比较了两组细胞线粒体的呼吸能力和DNA损伤程度，预期老年人细胞的呼吸能力下降、DNA损伤增加。虽然老年人细胞确实呼吸能力下降，符合当前理论，但两组细胞间的DNA损伤量却没有差异。这使研究人员提出，另一种基因调控形式——表观遗传调控——可能导致了线粒体中观察到的与年龄相关的效应。
表观遗传调控指的是改变DNA物理结构的化学结构或蛋白质添加等变化，导致基因开启或关闭。与突变不同，这些变化并不影响DNA序列本身。如果这一理论正确，那么将细胞基因重编程至胚胎干细胞样状态，就能消除与线粒体DNA相关的任何表观遗传变化。为了验证这一理论，研究人员将来自年轻人和老年人的成纤维细胞系重编程为胚胎干细胞样状态，然后再将这些细胞转化回成纤维细胞，并检查其线粒体呼吸功能。令人难以置信的是，与年龄相关的缺陷被逆转了——所有成纤维细胞的呼吸速率与胎儿成纤维细胞系相当，无论它们来自年轻人还是老年人。这表明线粒体中的衰老过程受表观遗传调控控制，而非突变。
随后，研究人员寻找可能通过表观遗传调控导致这些年龄相关线粒体缺陷的基因。他们发现了两个调控线粒体中甘氨酸生成的基因：GCAT和SHMT2。研究表明，通过改变这些基因的调控，他们可以在成纤维细胞系中诱导缺陷或恢复线粒体功能。一个引人注目的发现是，将甘氨酸添加到97岁成纤维细胞系的培养基中10天后，其呼吸功能得以恢复。这表明甘氨酸治疗可以逆转老年人成纤维细胞中与年龄相关的呼吸缺陷。
这些发现揭示，与线粒体衰老理论相反，表观遗传调控控制着人类成纤维细胞系中与年龄相关的呼吸缺陷。那么，表观遗传调控是否也能控制人类的衰老？这一理论仍有待验证，若被证实，甘氨酸补充剂或许能让老年人群重获新生。
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