你的降生,让母亲的细胞“生命时钟”拨快了11年!

科学
你的降生,让母亲的细胞“生命时钟”拨快了11年!
麻省理工科技评论 2018年3月8日

2018年3月8日

松弛的皮肤,满脸的斑点,成为“母亲”的这个选择,让每个女孩在不经意间从心理到生理发生着变化,似乎沧桑一下子降临。
生命科学
松弛的皮肤,满脸的斑点,成为“母亲”的这个选择,让每个女孩在不经意间从心理到生理发生着变化,似乎沧桑一下子降临。

毫无疑问,孕育孩童是一项持续浩大而又充满挑战的工程,从怀孕生产,到育后的衣食住行,以及子女的文化教育性格塑造,不同的人生阶段都充满挑战和压力,对父母而言可谓是殚精竭虑,而这其中深受其“害”的就是母亲。

松弛的皮肤,满脸的斑点,成为“母亲”的这个选择,让每个女孩在不经意间从心理到生理发生着变化,似乎沧桑一下子降临。而今,研究者们从科学的角度再次证实,生孩子会加剧女性细胞水平的衰老,并且程度甚于吸烟或肥胖。来自美国弗吉尼亚州乔治·梅森大学(George Mason University)的研究团队通过对约 2000 名 20-44 岁女性的 DNA 数据进行分析发现,与同龄未生育女性相比,生育后女性的端粒长度较短,比同龄人在细胞水平上衰老 11 岁左右,且与生育次数具有相关性。该研究于近期发表于《 Human Reproduction 》杂志上。“这是个惊人的发现,”该项目的研究者之一 Anna Pollack 说到,“更有趣的是,与朋友闲谈时,我们往往会提到养育孩子让我们变老,而这一次,我们用科学证明了它。”


生命损毁的一端

理解这个研究结论的关键在于理解端粒(telomere):端粒的变短等同于衰老。

人类属于真核生物,而端粒就是真核生物染色体末端的 DNA 重复序列,用于保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。如果用鞋带来形容染色体,那端粒就像是鞋带边缘上的塑料末端,像一个帽子一样扣在染色体的尾端,如果这个“帽子”磨损太重,鞋带的完整性也就无从谈起。细胞内的染色体不仅需要指导蛋白的合成,也要不断的自我复制。在 DNA 复制过程中,存在末端隐缩的问题,即在新的 DNA 合成过程中,最开端的部分序列无法被复制。就像拉锁一样,如果希望两片咬合,最前端的一段是与“锁”结合,而并非咬合。

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图 | 随着复制的进行,端粒长度缩短

如果无法解决末端隐缩的问题,随着细胞分裂的过程的进行,真核生物的 DNA 必将越来越短,基因也将被不断破坏,而端粒正是“牺牲自己”解决了这一问题,保证了 DNA 和染色体完整的结构及功能。哺乳类和其他脊椎动物的端粒序列为 TTAGGG,串联重复 500~3000 次,序列长度在 2kb 到 20kb 之间不等。在染色体的复制过程中,端粒不断变短,当端粒耗尽,细胞的生命也将结束,这也就是人们所理解的衰老。在这种情况下,端粒长度被认为是人细胞水平的实际年龄的标志。

但在某些特殊的细胞中,当端粒的长度缩短到一定程度,端粒酶可以进行“缝补”,使端粒再次恢复长度。端粒酶的活性是把双刃剑,在某些分裂频繁的细胞中,这个机制可以保证 DNA 复制的稳定性;而在癌细胞中,也是这个机制,使得这些罪恶的癌细胞得以“永生”。2009 年,三位分别来自美国加州大学旧金山分校的 Elizabeth H. Blackburn、美国约翰•霍普金斯大学医学院的 Carol W. Greider 和哈佛医学院的 Jack W. Szostak,由于其对端粒及端粒酶在如何保护染色体方面的发现共同获得诺贝尔生理学或医学奖。而 Elizabeth Blackburn 也正是本项研究的早期参与者之一。


怀孕衰老的真相

因而目前普遍认为,衰老的重要标志之一就是端粒长度的变化。同时端粒的长度也与很多慢性疾病及健康状况具有密切的关系,监测端粒的长度或端粒酶的活性,可以帮助了解衰老状况,预知生命长度。

该研究团队以此为切入点,对美国国家健康与营养检查调查机构(NHANES)样品端粒长度进行分析,进一步解读生育与衰老之间的联系。在调整了年龄、种族、教育和吸烟等因素后,该研究横向比较了 1999-2002 年间,美国 1954 名美国育龄女性(20-44 岁)的端粒长度。平均来说,正常女性在未生育情况下,每年端粒的缩短长度为 10 个碱基对左右。在此项研究中,产下健康婴儿女性的端粒长度要比同龄未育女性短 116 对左右,也就是说,在细胞 DNA 水平上,生育会让女性加速衰老 11 年左右。而这个数字要远高于吸烟(相当于细胞衰老 4.6 年)和肥胖(相当于细胞衰老 8.8 年)对端粒长度的影响。

不仅如此,在对生育多个婴儿母亲的端粒长度比较上,研究者也得出了具有相关性的分析结果。“我们发现,生育超过 5 个孩子的母亲端粒长度,相比与同龄未生育,或只生育了 1、2、3 或是 4 个孩子的母亲更短,并具有一定的相关性,”Pollack 介绍道。在之前的经验中,我们已知生育会对母体造成很多伤害,包括增大心脏疾病、高血压、糖尿病的风险,而今,研究者再次从分子水平揭示了生育与衰老、寿命,甚至其他某些疾病有着千丝万缕的联系。但生育加剧女性端粒缩短的速度,并不意味着生育女性的寿命要比同龄未育女性短 11 年。端粒长度是衰老的重要标志,但并非健康和寿命的唯一原因。


不同的声音

同样是关于端粒与生育的关系研究,其他研究者得出的结果却大相径庭。2016 年一项发表在 PLOS ONE 上的研究表明生育的孩子越多,端粒长度较未生育女性更长,衰老的速度更慢。在 2000-2013 年的 13 年间,研究人员选取 75 名来自两个土著危地马拉人社区的妇女作为研究对象,于两个时间点采取样本,测取参与者端粒长度。研究发现,生育较多存活后代的女性的端粒较生育较少存活后代的女性端粒更长,后代数量的增加可减慢端粒缩短的速度。

研究的领导者 Pablo A. Nepomnaschy 教授推测,女性怀孕期间雌激素分泌增加或是该研究结果出现的原因,“雌激素可以像抗氧化剂一样发挥作用,保护细胞对抗端粒缩短。”同时,社会环境也可能是该结果的重要原因,受当地世俗文化的影响,女性的生育力越强,生育胎儿越多,得到社会、亲友的尊重和爱护就越多。这种文化氛围很可能是当地女性衰老速度较慢的原因之一。同是 2016 年发表于 American Journal of Public Health 的另一项研究中,研究者通过对初次分娩年龄及生育次数与活到 90 岁的联系进行研究分析,发现晚一点生育首胎的妈妈更有机会活到 90 岁,怀孕 2-4 次的女性比只怀孕一次的女性寿命更长。

尽管已获诺贝尔奖,端粒学说仍存在质疑和缺陷,虽然端粒长度可以从细胞水平评估衰老、丈量生命,但端粒长度与寿命的关系并非绝对线性相关。“我们的研究并非告诉大家不要生育孩子,”Pollack 重申到,由于没有从多个时间点(怀孕前、孕中、产后)对研究对象的端粒长度进行追踪比较,研究存在一定的局限性,因而对于研究结果,应该持审慎态度。但无论如何,成为母亲都是一个勇敢的选择,因为有许多个她放下青春,拾起了责任。而选择是否成为母亲,都应是每位女性自我内心的声音,也是各位当事者的权利和自由,在自然规律之上,看客应该给予的只有尊重。

妇女节快乐!

—致所有女性

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