中醫藥延緩細胞衰老研究進展

李 洋,胡光鳳,陳 可,查江沙,錢來旺,張 慧,渠景連*

(1.貴州中醫藥大學,貴州 貴陽 550025;2.廣州中醫藥大學東莞醫院,廣東 東莞 523000)

細胞衰老(Cellular senescence)是人體生長發育不可或缺的部分,涉及細胞多個結構和功能退化的生物途徑。一般而言,正常的細胞衰老對人體是有益的,少量的細胞衰老有助于消除受損細胞,促進組織重塑,可以在抑制腫瘤、傷口愈合和防止組織纖維化方面發揮重要作用[1]。然而,衰老發生在許多細胞類型中,如角質形成細胞、黑素細胞、內皮細胞、上皮細胞、神經膠質細胞、腎上腺皮質細胞、T淋巴細胞,甚至組織干細胞等[2],越來越多的研究表明,器官組織中的細胞衰老隨機體衰老而相應增加,細胞總體水平的衰老通常被認為是機體衰老的基礎,細胞基本不可逆性喪失增生能力,出現生長停滯,衰老細胞的積累就會導致組織重塑、機體老化和結構變異[3]。由于老年人口的增加和預期壽命的增加,探究衰老過程和細胞衰老的潛在機制,探討中醫藥調節在與年齡相關的疾病中的作用變得尤為重要,這些研究涉及心、肺、腦、眼表、骨科、腎病等多個領域,與人們的身體健康密切相關[4]。因此,研究細胞衰老機制有助于進一步明確中醫藥的發展方向,應用中醫藥延緩衰老并開展衰老相關疾病的治療研究具有較高的臨床應用價值。

1 細胞衰老概述

1.1 現代醫學對細胞衰老的認識

目前較多學者認為,細胞衰老分為復制性衰老和應激誘導性早衰兩大類。端粒是由與蛋白質相關的DNA重復組成的結構,位于染色體的末端,其長度是細胞停滯的限制因素[5]。其中,復制性衰老是細胞經過有限分裂次數后染色體末端的端粒逐漸縮短,由此出現細胞增殖停滯和分化能力喪失等衰老特征,從而導致DNA損傷[6]。而應激誘導性早衰可由各種內在和外在壓力因素誘導,如響應于各種細胞的應激源(端粒侵蝕、DNA損傷、氧化應激、致癌激活、線粒體功能障礙、p53/p21和(或)p16/視網膜母細胞瘤相關的蛋白信號通路),引起細胞形態、基因表達、新陳代謝、表觀遺傳學等方面的一系列復雜變化,對于早期出現的不可逆性生長停滯有非常重要的作用[7]。另一方面,衰老細胞停止分裂但仍保持活力、代謝活躍,衰老相關的分泌表型(Senescence-associated secretory phenotype,SASP)能夠分泌大量的促炎因子、生長因子、趨化因子和細胞外基質降解蛋白等生物活性因子,以自分泌和旁分泌的方式介導衰老細胞和鄰近細胞之間的相互作用,被認為已經進化為衰老細胞與免疫系統交流的一種方式(可以促進它們自身的清除)[8],但也作為一種細胞外信號通過刺激附近的細胞來促進組織再生,誘導相鄰年輕細胞衰老,導致組織功能障礙,顯示出許多衰老的特征,例如尺寸增大、粒度增加、衰老相關因子β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)表達水平顯著升高,且細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑和p53、p21、p16等細胞周期抑制蛋白增加,以及出現DNA損傷,上皮-間質轉化等[9]。雖然目前尚未完全闡明細胞如何發生衰老,以及通過哪些途徑導致細胞功能障礙,但不可否認的是,阻止細胞組織損傷和結構改變、抑制相關細胞信號傳導是目前需要解決的主要問題。

1.2 中醫學對細胞衰老的認識

中醫藥是我國歷史文化瑰寶,強調整體論治,盡管西醫所言之細胞衰老無相對應的中醫病名,但歷代醫家多將其歸于機體衰老范疇,通過對各臟腑、氣血等之間病變形成的內在聯系進行綜合分析[10],歷代中醫認為,衰老是人類正常生命活動的自然規律,人類的機體在生長發育完成之后,便逐漸進入衰老的過程,正如王充在《論衡·氣壽篇》中所言:“強壽弱夭,謂稟氣渥薄也……夫稟氣渥則其體強,體強則壽命長;氣薄則其體弱,體弱則命短,命短則多病壽短;先天責在父母”,就是說先天稟賦強則身體壯盛,精力充沛,不易變老。反之,先天稟賦弱則身體憔悴、精神萎靡,衰老就會提前或加速。可見衰老程度因人而異,順應天道倫理而為,皆因稟賦而就[11]。但是由于機體內在環境改變或受外在因素影響,如飲食、起居、情志、勞逸等,導致人體發生病理性變化,使衰老現象提前發生,這種衰老又稱為早衰,相當于中醫的亞健康狀態。《素問·上古天真論》曰:“以妄為常……故半百而衰也。”《呂氏春秋》云:“年壽得長者,非短而緩之也,畢其數也。畢數在乎去害。何謂去害?大喜、大恐、大憂、大怒、大衰,五者損神則生害矣。”認為不順應人類正常生命活動的自然規律,導致內外氣機失衡導致衰老。《素問·陰陽應象大論》中就明確指出人的衰老與陰陽失調有關,即“能知七損八益,則二者可調,不知用此,則早衰之節也”“年四十,而陰氣自半也,起居衰矣”,提出陰陽的盛衰是決定壽命長短的關鍵,保持陰陽運動平衡狀態是延年益壽的根本,素體經年五臟氣血虧虛,精氣匱乏,加之受到各種致病因素的侵襲,陰陽失調,痰瘀阻絡,復又氣血失養,疾病叢生,從而加速衰老[12]。中醫自古以來,以延年益壽為養生保健的追求,在抗衰老方面具有豐富經驗。中醫名家張濤等[13]認為人以腎為先天,應以補肝脾腎以固本,延緩機體、細胞的早期衰老,調養氣血以治標,針對外邪入侵、勞累失榮、氣機失調等各種原因綜合治療,濡養機體以阻止功能衰退。腎氣虧虛之內因、氣滯血瘀之外因,這是導致衰老的兩個重要方面,而中醫藥在阻止衰老方面具有積極的調控作用。對此,侯美琪等[14]對衰老具有獨到的見解,認為脾為后天之本,能夠運化水谷精微、促進氣血運行,若脾氣虧虛不能運化水谷,機體失去精微物質的滋養濡潤,則會導致機體元氣虧虛。元氣是由先天之精氣與后天之水谷精微構成,元氣是維持生命活動的根本能量,是生命的根本所在,與衰老密切相關。可見,通過濡養氣血、補充脾腎之不足、益氣活血等中醫辨證治療,能一定程度延緩細胞衰老,維持正常的生命活動。

2 抗細胞衰老常用中藥及復方

2.1 補氣類

中醫學認為“氣者,人之根本也,根絕則莖葉枯矣”,此氣為“生氣之原”,即原氣,亦即真氣、元氣、臟腑之氣,氣運行不息,推動和調控著人體內的新陳代謝,維系著人體的生命進程,是人體生命活動最必須的基礎物質之一,氣的運動停止,則意味著生命衰老的開始和進行性的生命終止[15]。既往研究指出,中藥黨參、紅芪在補氣抗衰方面發揮著主要作用。胡怡然等[16]研究發現,黨參多糖能通過減少衰老細胞的數量以及下調衰老細胞相關蛋白(P16、P21)表達,從而延緩細胞衰老。葉文斌等[17]研究發現,紋黨多糖和紅芪多糖能明顯提高衰老小鼠血清中的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(Catalase,CAT)和還原型谷胱甘肽酶(Reduced glutathione-Px,GSH-Px),且均高于模型對照組,血清中丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量均低于模型對照組,對衰老小鼠有較好的抗氧化、抗衰老能力,能明顯緩解體質量下降。此外,梁華等[18]將自然衰老的老齡雄性大鼠作為研究對象,分別觀察四君子湯、地黃湯組、腎氣湯和陽性對照的維生素組、對照組之間延緩衰老的能力差異,結果發現,傳統中藥復方四君子湯補氣、增強體內生化氣的能力,比其他各組更能延緩衰老,整體效果最佳。由此可見,元氣虧虛是衰老的關鍵,但仍需要結合臟腑病變與致病因素進行綜合治療,使機體虛實同調,氣血溫煦,達到延緩衰老的作用,正如張景岳所言:“五臟之陰氣非此不能滋,五臟之陽氣非此不能發。”

2.2 補脾類

《黃帝內經》中最早出現關于中醫衰老的學說,注重先后天臟腑的充養,認為臟腑虧虛則人衰而脈竭。《素問·上古天真論》曰:“五七,陽明脈衰,面始焦,發始墮……七七任脈虛,太沖脈衰少,天癸竭,地道不通,故形壞而無子也。”其中,脾胃為水谷之海,氣血化生之源,故人吃五谷而飽腹,依賴脾胃的正常運行以濡養形骸,補之于脾,益之于胃,使之有序化生水谷之精微,達到氣血充沛,營養五臟六腑,滋養四肢百骸。正如《素問·經脈別論》所言:“飲食入胃,游溢精氣,上輸于脾,脾氣散精,上歸于肺,通調水道,下輸膀胱,水精四布,五經并行,四季脾旺不受邪。”反之,脾胃功能衰退,運化失健,將會影響人體各系統的功能[19]。在現代研究中,王毅等[20]將雌性初老模型大鼠(相類于絕經前期),分別列入益胃湯組、六味地黃丸組,與模型對照組進行比較,結果表明,益胃湯可增加卵巢的血液供應,增加卵巢的供血供氧,起到延緩卵巢機能衰老的作用。由此可見,補益陽明津氣、健運脾胃氣血,有利于延緩生殖軸機能的衰老。王海丹等[21]在健脾基礎上加入補腎藥,重視腎脾之間的先后天充養,創制了補腎健脾方,與模型組(同等體積的蒸餾水)、正常組比較,結果表明補腎健脾方組自然衰老小鼠E2水平、端粒酶活性及端粒相對長度顯著升高,卵巢顆粒細胞凋亡率顯著降低,卵巢中的生長卵泡和成熟卵泡數量最多,表明脾腎先天與后天相互資生,脾主運化,依賴命火的溫煦,腎主藏精,需脾精來補充,進而共同抑制小鼠卵巢衰老。

2.3 滋陰類

“陰陽”是中醫學中最基本、最核心的概念[22],《黃帝內經·素問·陰陽應象大論》言:“天地者,萬物之上下也;陰陽者,氣血之男女也;左右者,陰陽之道路也;水火者,陰陽之征兆也;陰陽者,萬物之能始也。”《黃帝內經·素問·生氣通天論》中岐伯曰:“陰者,藏精而起亟也。”《靈樞·決氣》言:“兩神相搏,合而成形,常先身生,是謂精……腠理發泄,汗出溱溱,是謂津……谷入氣滿,淖澤注于骨,骨屬屈伸,泄澤補益腦髓,皮膚潤澤,是謂液……中焦受氣,取汁變化而赤,是謂血。”明確指出了陰之精、血、津液是構成人體和維系人體正常生命活動的基本物質。就陰陽學說中“陰”的含義來說,“陰”原本就代表著功能衰減,《素問·五常政大論》云:“陰精所奉其人壽。”《靈樞·本神》曰:“五臟主藏精者也,不可傷,傷則失守而陰虛,陰虛則無氣,無氣則死矣。”故而臨床上應尤其重視滋陰藥的使用。汪群紅等[23]研究發現,鐵皮石斛能改善小鼠學習和記憶能力、空間搜索能力、空間辨別能力,并且肝臟指數呈顯著下降趨勢,免疫器官胸腺與脾臟指數顯著提高,血清和肝組織中SOD、GSH-Px、CAT活力顯著提升,MDA濃度顯著降低,可能與其通過滋陰清熱、生津益胃等增強機體免疫功能、提高抗氧化能力等發揮延緩衰老相關。趙芷含等[24]深入研究發現,五味子及其不同炮制品善于滋陰補腎,對衰老小鼠也有明顯影響,生、酒、醋五味子組衰老小鼠體質量、抓力大小及臟器系數高于模型組、對照組,均能提高血清中CAT、SOD、GSH、總抗氧化能力(Total antioxidant capacity,T-AOC)水平,提高腦組織勻漿中SOD、D-乳酸(D-lactace,D-LA)水平,降低乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase,AchE)、MDA、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)水平,即通過提高機體內各抗氧化防御系統機能,減輕各組織和器官的氧化損傷,阻止組織及器官甚至機體的衰老。

2.4 補腎類

中醫認為,腎之根本為命門,腎臟為先天之本,化生臟腑精氣,較其他臟器更容易虧虛,隨著年齡的增長更易顯現。“天癸竭,精少,腎藏衰,形體皆極”是衰老的首要決定因素,《素問·上古天真論》載:“女子七歲,腎氣盛,齒更發長……七七,形壞而無子。丈夫八歲,腎氣實……八八,則齒發去。”腎中精氣充盛與否對壽命的長短起主導作用,此為歷代醫家所公認,貫穿于人類生命演變進程的各個階段,故而十分重視補腎藥在延緩衰老中的作用[25]。熟地黃味甘,性微溫,入肝腎,能補血滋陰、益精填髓。周艷等[26]研究發現,鮮地黃、干地黃、熟地黃中提取的多糖均能延緩衰老模型大鼠生命,其中,熟地黃多糖組大鼠脾和腎指數,血清和腦、肝、腎組織中T-AOC、SOD、CAT活力均升高,并且均顯著高于鮮地黃組、干地黃組、陽性對照組,顯示了更強的抗氧化、抗衰老能力,這與鮮地黃炮制成熟地黃后其補血益精填髓的功能有所增加密切相關。與此類似,劉俐等[27]研究發現,有傳統滋養肝腎陰津功效的龜甲膠能增強陰虛狀態下機體抗氧化能力,提高SOD活力、降低MDA含量,同時下調Bax并上調Bcl-2等衰老相關因子的蛋白表達,從而延緩機體的衰老。腎陰為元陰、真陰之所在,傳統補腎方劑左歸飲也可通過抗氧化作用,改善大鼠腎功能的Cr、BUN水平,延緩腎陰虛大鼠衰老[28]。因此,腎虛與衰老密切相關,腎中陰陽相互制約、相互依存,才能維持人體生理的動態平衡。

2.5 活血類

隨著“血瘀證與活血化瘀理論”研究的不斷深入,“瘀血致衰”理論不斷受到重視,《丹溪治法心要》曰:“氣血沖和,萬病不生,一有怫郁,諸病生焉。人身萬病皆生于郁。”活血藥有促進機體生長發育、發揮臟腑功能、推動血液運行的作用。于兆霞等[29]指出,桃仁乙醇提取物具有延緩大鼠衰老的功效,與陽性模型組比較,其各劑量組學習記憶能力均有所提高,腦組織AchE活性降低,同時增加胸腺、脾臟質量,可見活血藥具有一定延緩衰老的作用。與此類似,鄧勝國等[30]研究發現,大花紅景天多糖各劑量組均能增加衰老模型小鼠脾臟及胸腺指數,提高血清、肝組織、腦組織中SOD活性、小鼠腦神經元數,下調小鼠血清、肝組織和腦組織中MDA含量,且隨劑量抗衰老作用增強。可見,氣血的運化亦關系著五臟六腑的濡養水平,各組織、器官的正常生理功能有賴于血液的正常運行。

3 中醫藥抗細胞衰老機制

3.1 減輕氧化應激損傷

氧化應激是活性氧(ROS)產生超過細胞抗氧化防御系統形成的不平衡狀態,與年齡相關性疾病,如細胞衰老、骨質疏松癥等密切相關[31]。在細胞中,主要的保護系統以抗氧化酶為代表,如SOD、GPX、CAT、谷氧還蛋白和硫氧還蛋白,以及非酶抗氧化因子,如維生素E等,氧化應激通過膜(例如質膜和線粒體膜)的脂質過氧化,或結構和酶促蛋白質的氧化導致蛋白質三級結構和功能的不可逆修飾以及核酸的損傷,最終導致器官、組織的老化和死亡[32]。武錚等[33]研究發現,當歸多糖通過調節c-Jun氨基末端激酶(JNK)/轉錄因子NF-E2相關因子2(Nrf2)/抗氧化反應元件(ARE)(JNK/Nrf2/ARE)信號通路的信號轉導,可顯著抑制氧化應激損傷,與陽性模型組相比,低、高劑量實驗組小鼠腦組織T-AOC、SOD、GSH-Px活性顯著升高,MDA、SA-β-Gal表達含量顯著降低,能延緩D-半乳糖致衰老模型小鼠組織衰老。李明慧等[34]進行細胞研究證實,玉竹多糖可使D-半乳糖誘導的A7r5細胞中ROS、SA-β-Gal水平明顯降低,從而抑制氧化應激、抑制線粒體膜電位下降,使線粒體膜電位穩定,促進細胞增殖和存活,從而阻止細胞衰老。此外,劉瑾等[35]發現人參皂苷能發揮抗氧化作用,延長線蟲健康壽命,與空白對照組相比,實驗組降低了脂褐素熒光水平,降低了氧化應激后升高的ROS,增強了SOD表達。脂褐質是一種富含衰老神經元、肌肉和皮膚的自發熒光脂色素,一定程度上與其上調SOD,清除累積的ROS相關。因此,應用中醫藥干預氧化應激損傷,可能是預防和治療衰老的重要方向。

3.2 調節免疫功能

中醫認為人體蘊藏著抵御疾病的能力——正氣,相當于現代醫學的免疫功能。《內經》云:“正氣存內,邪不可干;邪之所湊,其氣必虛。”可見正氣是維系人體正常生命活動、抗御外邪及防治疾病的基本物質。從這個意義上說,中醫學的正氣包括了現代醫學的人體免疫功能,老化的免疫系統(免疫衰老)與老年人發病率和死亡率的增加有關,并預示著不良的臨床結果,而且免疫衰老與年齡相關疾病之間存在相互作用[36]。白術苦、甘、溫,歸脾、胃經,具有顯著的健脾益氣功效,黃啟迪等[37]研究發現,白術水提物3個劑量組在一定程度上可明顯降低自然衰老小鼠的衰老表現評分、自主活動次數和避暗穿梭次數,升高腹溫和抓力,提高全血白細胞(WBC)、紅細胞(RBC)、血紅蛋白(HGB)、淋巴細胞(LYMPH)、網織紅細胞(RET)數量,降低血小板(PLT)數量,升高外周血T細胞及初始性Th細胞水平,改善自然衰老小鼠免疫低下、造血不足和記憶衰減等衰老相關功能減退,具有明顯的治療優勢。與此同時,張麗芬等[38]在顯微鏡下發現,衰老組大鼠胸腺皮質中上皮細胞和淋巴細胞明顯減少,細胞結構破壞明顯,細胞核皺縮變形,胞質內線粒體和內質網等細胞器明顯減少,溶酶體增多,而化痰除濕組胸腺皮質中上皮細胞和淋巴細胞較衰老組顯著增多,細胞結構較衰老組明顯改善,T-AOC水平升高,血清LDH、脂質過氧化物(LPO)水平顯著下降,因此認為化痰除濕湯可提高機體抗氧化力,減輕氧化損傷及減少氧化產物,提高免疫作用。由此可知,增強免疫功能,一定程度上可提高抗衰老能力。

4 結語

衰老是人體正常的生理現象,代表著一個人生長、衰亡的階段和過程,但提前出現的細胞衰老會使人體逐漸喪失生理完整性和功能正常性,產生各種不適癥狀,這種不良發展帶來的危害巨大,可能導致許多疾病的發生,包括癌癥、心腦血管疾病及退行性病變等。現代社會中人們生活節奏快、生活壓力大,導致了不規律的飲食習慣,還可能催生其他加速衰老發生發展的誘發因素,使得衰老成為不可忽視的全球性健康問題。與現代醫學相比,中醫藥在延緩衰老方面起步更早、經驗更為豐富,中醫結合患者體質狀況,通過補氣、補脾、補腎、滋陰、活血等方式,減輕氧化應激損傷、調節免疫功能等,使機體氣血充盈、血脈和調,恢復陰陽平衡的狀態。但是目前中醫藥在抗細胞衰老方面的基礎研究尚有不足,仍需增加臨床和基礎實驗驗證,不斷積累經驗,以期能為中醫藥抗細胞衰老研究提供新方向。