JMT日本干细胞中心-人类可以活到120岁吗？彻底解析细胞分裂与寿命之间的关系

日期：2021-05-08 17:27作者：admin

本文摘要

人的寿命取决于各种因素，例如出生的时代，地区，食物和居住环境。
如果不存在这些因素，则可以存活到120岁。
解析端粒，端粒酶和细胞分裂。

传说有一个叫李青云中国人（生于1677年）活到了256岁。有准确的户籍信息记载的是一个叫珍妮·卡门特（Jeanne Calment）的法国人，活到了122岁（1875？-1997）。

虽然因为历史原因，这些关于长寿的记录尚未得到确定，那么实际上人类可以活多久？

本文彻底解释寿命与细胞之间的关系！

人可以活到多少岁？

日本人的平均预期寿命正在稳定增长。2018年，男性为81.25岁，女性为87.32岁，男女均创历史新高，但在此数据的50年之前，1968年，男性仅为69.05岁，女性为74.30岁。

人可以生存的时间取决于各种因素，例如出生的时代，地区，食物和居住环境。

那么，假设这些因素消除了寿命的缩短，人可以活到多少岁呢？

人的生命极限

关于人的生存时间的理论多种多样，其中之一就是“ 120岁的理论”。这是基于统计分析和细胞生物学发现的猜测。构成身体的某些细胞会停止细胞分裂，而其他细胞会重复细胞分裂。从理论上讲，可以通过重复细胞分裂120年来提供新细胞，据此预计人类的最大寿命为120年。

换句话说，细胞的供应是120年，也就是说，人的寿命是120年。“细胞分裂”是考虑细胞达到其寿命终点的机制的关键词。

细胞分裂

维持染色体稳定性的端粒

当细胞分裂时，细胞核中的染色体也被复制。该染色体最重要的部分，即具有遗传信息的DNA的基本序列，在复制时变得不稳定。这种情况存在各种风险，这些风险可能会由于DNA降解和修复机制故障而引起异常。因此，在染色体的末端，存在一种称为“端粒”的结构，可以维持染色体的物理和遗传稳定性。

端粒位于染色体的末端，像盖子一样保护染色体。该结构由具有重复序列的DNA和多种蛋白质构成。据称端粒DNA约为8至12 kbp（bp是1个碱基对。1kbp = 1,000 bp）。换句话说，这意味着连续有8,000至12,000个碱基序列，并且该序列形成了一条双链。

“Hayflick”界限

随着细胞分裂和染色体复制，端粒变得更短一些。据说当长度达到约5 kbp时，细胞不会分裂，这称为细胞分裂极限或Hayflick极限。达到Hayflick极限并且无法分裂的细胞被称为处于细胞衰老状态。

在体细胞中，当达到Hayflick极限时，会产生细胞周期抑制蛋白，并终止细胞周期。为了进行细胞分裂，有必要通过移动细胞周期来准备诸如染色体复制的分裂，但是这种制备变得不可能。人的细胞大部分都是体细胞。端粒诱导的细胞分裂极限与寿命有关的假说可能令人信服。但有研究称某些细胞分裂次数没有极限。

典型的例子是“干细胞”和“癌细胞”。

端粒和端粒酶

端粒也存在于癌细胞中。端粒应该通过细胞分裂来缩短，但是它们的长度可以通过一种叫做端粒酶的酶来维持。

端粒酶由下述物质生成：

用作延伸端粒缩短的模板的RNA、逆转录酶将RNA信息转换为DNA一些可以维持功能蛋白质

当端粒在细胞分裂过程中缩短时，端粒酶被激活，并使用逆转录酶将其自身的RNA序列转移至端粒DNA。这将补充缩短的端粒DNA，并将其恢复到原始长度。

癌性体细胞，生殖细胞和干细胞通过这种端粒酶的作用维持端粒的长度。

在其他动物体细胞中，端粒酶活性低或未检测到端粒酶本身，因此端粒每次分裂时都不会得到补充和缩短，最终停止分裂。

干细胞寿命

理论上，干细胞可以无限期地生长，因为端粒酶通过端粒酶的作用而延伸。这意味着预期寿命将很长。

但是，使用小鼠精子干细胞的研究表明，干细胞的寿命惊人地短，只有一到两周。尽管端粒酶具有活性，但其寿命仅约2周，并停止起作用。

换句话说，干细胞不能说是永生的细胞。此外，端粒理论对细胞寿命的预测仅仅是细胞分裂的极限，并且由于其他因素，细胞寿命很可能会到来，并且细胞死亡也会发生。

干细胞供应

干细胞的丢失对于个人来说是一个大问题。例如，当造血干细胞被耗尽时，血液中的血细胞被耗尽，而海马体和侧脑室中的神经干细胞被耗尽时，则不会发生神经元瘤形成。

如果并非总是存在干细胞，则无法维持个体。寿命短得惊人的干细胞如何提供新的干细胞？

通过不对称分裂，生成自我复制所必需的细胞
干细胞分裂通常以不对称分裂为特征。

对称分裂
干细胞分裂，复制干细胞，并有两个干细胞。

不对称分割
干细胞分裂，一个是自我复制（即它保持干细胞的状态），另一个是分化为组织细胞的祖细胞。
换句话说，干细胞分化时总是会留下干细胞。

由于存在这些留下的干细胞，即使由于细胞死亡而失去生命的干细胞也可以提供新的干细胞。此外，由于端粒在端粒酶的作用下被拉长，因此染色体也受到保护并且细胞分裂不受阻碍。

干细胞在单个细胞的存在下不起作用。干细胞保留了可以作为种群不断替换的干细胞，并且通过维持具有干细胞功能的种群的存在，可以确保分化细胞的来源。

总结

干细胞不是永生细胞。确实，细胞具有能够分化成各种类型的细胞的特性，但是干细胞的功能也有极限，并且当关注一个干细胞时，它不一定具有较长的细胞寿命。通过维持干细胞的数量构建了一个系统，保持干细胞的功能始终存在于体内。

当体细胞分裂时，端粒变短。假设当一个体细胞分为两个然后再分为四个时，三个体细胞已经达到其寿命的尽头。即使三个体细胞死亡，一个仍然存在，但是一个不能分裂和繁殖。这是因为剩下的一个由于重复的细胞分裂而缩短了端粒。

但是，在干细胞的情况下，端粒的长度在每次细胞分裂时都会延长和修复。从干细胞分化出来的细胞随着分化的进行而丧失端粒酶活性，接近Hayflick极限。但是，如果保留了干细胞的特性，端粒酶将使端粒恢复其原始长度。

单个干细胞的功能有一个终点（生命期）。它的寿命就像前面提到的小鼠精子干细胞一样。

然而，其作为干细胞群体的功能持续了相当长的时间，始终保持干细胞的状态，并通过修复端粒来重置细胞的年龄，从而使干细胞始终存在于体内。

作为一个整体的这种功能维持支持我们的身体。

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