成都华西华科研究所分析骨质疏松选择性对细胞老化过程进行探讨与QCT骨密度软件体模检测

选择性的对细胞老化过程进行探讨（Al­ternative approach to cellular aging)

曾几何时老化领域自身几乎崩溃，由于宜称细胞所 经受复制的数里具舍遗传上的间定极限而里新使其焕发 活力，即所谓的“HayHick极限”。这一结论实际上解释了 这样一种亊实，即人类胎儿成纤维细胞移楨至人工培养 基中进行细胞培养不能达到超过50次的分裂。这里存 在许多理由来质疑这种增殖上的极限是否脒于遗传性的 器官，一种公平合理的解释认为“Hayflick极限”反映了由 于细胞不能适应完全的异质细胞培养环境而产生的-种 瘩积性破坏。

这里不是列举多方曲亊例来反对具复制功能生命跨 度中的遗传性固定极限•的地方，怛是思考为何其会对老 化领域产生如此深刻的影响仍然是十分有意义的。鋅 先，关于所有动物细胞都具有固定复制的生命跨度的想 法姓对于恳求简化的一种广泛概括。其次.苺于近乎恒 定繁殖的细胞培养实验，使人们认识到生物与生化的相 关性。这种相关性的集合从上世纪60年代末期聚集并 且已经产生了大M信息，实际上这些信息包含了对于伴 随老化所产生的长范围内细胞变化的一些正确理解。然 而，这些被移至人工培养基的细胞存在的问题总只要它 们被放在瓶皿中培养时，它们的复制能力将开始走下坡 路。亊实上，这些这种超出正常的界限能够作为细胞不 能适应新环境的标志，而不仅仅反映了复制中存在的一 种遗传性的固定极限。

在寻找通用的体外模型系统的过程中，使用这种细 胞是有息义的，它们能完全适应在培养基中生长，就如间 我们自身细胞能够完全适应器官所具有功能一样。这里 巳经建立了许多能够完全适应实验室培奍皿中生存的细 胞系，一些甚至能反映正常细胞所具有的生长调节特性， 而并未出现由于移植到人工培养基中细胞原代堉养不可 避免的发生功能下降的悄况◊一些普遍的关于细胞行为 的研究结果已经使细胞具有明显的细胞老化过程。这些 当中最首要也是Mt要的是当细胞处于生理性应激的扩展期时，例如拥挤程度或细胞毐处理，一些细胞会发生死 亡，但是存活下来得细胞将部分遭受可遗传性的破坏，因 此它们以及其后代与原始细胞相比，会以一个史缓慢的 速率生长。与细胞老化相关联的是，实验动物不同器官 的细胞在老年动物中增殖的更慢。因此，老化细胞的一 个茌遍特征可以在细胞培养中模拟。

第二，体细胞的遗传性揭示了删除相当数贵的遗传 物质（多等位基因蒯除）与生长速率的下降相关联。相 反，局部突变不会影响细胞生长。事实上，多等位基因删 除加速r体细胞的老化。因此，培养条件的处理使其产 生多等位基因删除可以模拟老化过程。

老化过程的渐成说效应需要多细胞群的存在，或许 这很难在细胞培养中实现增殖。一个实验关注于将雌性 哺乳动物细胞中X染色体失活，在年轻的小鼠生命体中， 只有大约2000中的一个细胞具有双活性的X染色体。 然而，在老年鼠中，控制X染色体失活相对轻松，因为只 有大约40个当中的一个细胞具有双活性X染色体。然 而，奄无疑问细胞水平上的改变得到的产物，这些效应会 在多细胞集合体中加倍，而这些多细胞集合体中调节控 制能力会随着细胞老化而逐渐下降。

与这些现象相关的是，通过细胞培养或动物体内一 些实验得到的结果在关联到另一个现象或最终应用于特 定组织时应变得灌懊。从肿痛形成及其与癌症关系这个 例子可以表明与老化的相关性。如果鼠科NIH/3T3细 胞在长期生长制约条件下（拥挤度或限制获得生长因子〉 保存，转化的癌形成细胞会形成多细胞层，培养过程中细 胞无序层及免疫缺陷小鼠细胞中所产生的肿瘤中均可辨 认出这种转变。在细胞群高密度时，在现一个更加正常 的生长环境时，这些转化细胞会迅速增殖。与此相矛盾， 在细胞群低密度时，细胞与其前驱细胞相比，以更低的速 率生长并a会无限期的持续下去。因此，预霣式生长调 节的可遗传性成为对细胞遗传性破坏的反映指标。体细 胞的遗传显示造成生长缓慢的突变几乎全部为恒定的大 规換DNA删除或DNA重排。前者是实体上皮癌中最普 遍的损伤，后者在白血病中常见。多等位基因删除在老 化小鼠细胞中普遍存在。其位点与老化有机体中位点类 似，这些老化有机体中许多细胞与经历转化过程相比，发 生了明M的遗传学变化，但是这些变化的先决条件是转 化并嵌终转化为癌细胞。从培养1111到动物体，在疱形成 转化，删除，人类癌症及老化过程中都存在者一系列的相 关性。

细胞培养为此处描述的各种关联提供了多方面的研 究需求，并且一些特定的方向可被用于研究骨骼老化过 程。与骨骼相关的一些问題包括骨骼老化过程中发现基 因删除与重排究竟在什么程度上对骨骼起决定作用。骨 组织产生的一些遗传性突变对骨生长和代谢的约束作用 是否与老化骨细胞类似。最终。我们或许能够回答是否 这些变化与随者年龄增加骨骼功能丧失及脆性增加 有关。

综上，即便有这么多的数据、报告及假设，我们仍不禁要问，究竞什么在起决定作用，使得与具有同样骨密度 的20岁人相比，70岁髋骨骨折风险会有所增加。我们 相信出于这样研究的回答：即考虑或超越了整个骨骼肌 系统，不仅仅认为是由于年龄相关复杂因素对任何独立 特定病原学的贡献。70岁老年人必须对抗跌倒反应敏 捷度的下降，特别对于有髋骨骨折倾向的患者。进一步 讲老化骨骼可能不能对载荷环境产生恰当的应答。来源 于老化过程中#膜扩张的提高的惯性力矩可能由贫乏的 矿物质有机成分或二者共同组成。骨质减少的病源学已 经被建议并非源于骨组织功能丧失，而娃对肌肉退化的 一种恰当的适应作用，例如：肌减少症后会产生骨质 减少。

从有机体水平转移到组织水平上，老化骨骼损伤修 复能力或许会下降，其将蒿积微损伤并且进一步破坏细 胞间联系，或许在年轻动物体中其将抑制或（对抗）对药 物处》的应答。在年老和老化生理两个方面，我们必须 谨慎地假设生长中的动物其应答能力与人类相似。我们 甚至会提出这样的问题：实验室研究所用动物在其如此 短的生命周期中是否会真正老化。

转移到复杂体系的另一个水平，即细胞水乎，讨论这 样一个问题十分重要：即在研究与老化相关细胞功能缺 失时应考虑所有细胞，包括骨骼重塑过程中的细胞。同 时，我们必须问一句，是否这些细胞能够在#骼时-空、 生化-生物物理环境中完全代表它们的对应物。因为通 常的二维体外培养环境会使收集的细胞产生完全的改 变，如果细胞存在遗传缺限或细胞对供体环境保持足够 记忆力时或许使解释变的可能。当从基因水平移到细胞 水平、器官水平直到动物整体时，这些带有限制条件的假 设将变得难于分析。或许用于研究细胞功能的最强大的 技术，包括将年轻细胞移植到老年动物体中，反之亦然。 通过这种途径，可以将细胞器固有功能与其在宿主环境 中所产生的变化进行对比。

在对人类和动物疾病模型进行阐述性研究时，对骨 骼层次的知晓必须达到对老化骨骼相对于骨骼怠味着什 么这样一个命题最广泛的理解。很显然，这是一个令人 生畏的任务。事实J：，这不可能让一个单一研究者或团 队完全成功解决复杂且彼此依赖的系统例如骨骼系统中 的复杂相互作用。这并不表明我们希®每一个人放弃他 们的膜片钳、热循环仪、细胞培养、DXA测定或火鸡尺 骨。他们对于科学的贡献是重要的，作为一个学科或社 会，是需要向前发展的。然而我们要得到重要的结论，应 保持事物本质，即我们应意识到无数固有元件之间复杂 相互依赖性，这些元件有助于朝向发现一个成功的骨骼 系统，就如同我们必须意识到究竟有多少固有元件参与 到老化骨骼的退化过程中。成都华西华科研究所分析研发定量CT QCT骨密度体模软件分析系统  
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