“為什么我們會老？”是一個最令人著迷的問題，但目前還沒有一個令人滿意的答案。最近，來自德國萊布尼茨分子藥理學研究所（Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie）的科學家，已經向這個問題的答案邁近了一步。他們進行的一項研究首次表明，細胞的某個區域，所謂的內質網，在衰老過程中失去了其氧化能力。如果這個“長生丹”丟失，那么許多蛋白質就不能正常成熟。同時，氧化損傷會在細胞的另一個區域（細胞溶質）積累。這種相互作用以前是未知的，現在使我們對衰老以及神經退行性疾病（如阿爾茨海默氏癥或帕金森），有了一個新的理解。

每個細胞由不同的隔室組成。其中一個就是內質網（ER）。在這里，蛋白質被分泌到血液中，如胰島素或免疫系統的抗體，在氧化環境中成熟。一種質量控制，所謂的氧化還原平衡，可確保氧化環境的維護和二硫鍵的形成。二硫橋可形成和穩定蛋白質的三維結構，從而對分泌蛋白的正確功能（例如遷移到血液），是必不可少的。

均衡失去平衡

這項研究首次表明，ER在衰老過程中失去了它的氧化能力，這會改變這個隔室的還原/氧化平衡（簡稱氧化還原反應）。這將導致形成二硫橋的能力下降，它們對于正確的蛋白質折疊非常的重要。因此，許多蛋白質不再能正確地成熟，并且變得不穩定。

雖然，我們已經知道，增加的蛋白質錯誤折疊伴隨著衰老進程的發生，但是，我們并不知道氧化還原平衡是否受到影響。同樣，我們也不清楚，ER氧化能力的損失，是否也影響到細胞另一個隔室的組分：反過來，即，是否蛋白質還原細胞溶質在衰老過程中變得更具氧化性，從而導致自由基釋放引起的已知氧化蛋白損傷。

相關研究結果發表在七月三十日的國際著名學術期刊《EMBO Journal》，本文第一作者、Janine Kirstein博士說：“到現在為止，在衰老過程中，內質網中發生了什么，還完全不清楚。我們現在能夠成功地回答這個問題。”同時，科學家們能夠發現，蛋白質內穩態和氧化還原平衡之間存在很強的相關性。生物學家繼續解釋說：“這是全新的，有助于我們理解‘為什么分泌蛋白會變得不穩定，并在老年期和應激時失去功能’。這也許可以解釋‘為什么隨著年齡的增大，免疫反應會衰退’。”

壓力和衰老的效果一樣

研究人員也證明了壓力后ER氧化環境的下降。當他們在細胞中合成淀粉樣蛋白纖維時——可導致阿爾茨海默氏癥、帕金森和亨廷頓病等疾病，他們啟動了相同的級聯反應。除此之外，他們表明，是在一定的組織中合成的淀粉樣蛋白，也對同一生物另一個組織中的氧化還原平衡有負面影響。Kirstein解釋說：“蛋白質壓力可導致跟衰老一樣的效果。因此，我們的研究結果不僅對于衰老研究很有趣，而且還與神經退行性疾病有關，如阿爾茨海默氏癥。”

在他們的實驗中，研究人員使用線蟲——一個已確立的模型系統，在分子水平上調查衰老過程。由于線蟲是透明的，研究人員能夠使用基于熒光的傳感器，來測量單個細胞隔室中的氧化反應。因此，研究人員可能在活線蟲中精確地跟蹤隨年齡增長氧化還原反應的變化。此外，研究人員在培養的人源細胞中，研究了蛋白質聚集對氧化還原平衡的影響。這些數據與來自線蟲的數據是完全一致的。

利用調查結果來確定新的診斷標志物

Kirstein強調說：“我們獲得了很多的見解，而且也知道，衰老要比以前認為的復雜得多。”因此，蛋白質折疊應力到氧化還原平衡的信號轉導——無論是細胞內從一個隔室到另一個隔室，還是在兩個不同的組織之間，仍然是完全不清楚的。

盡管如此，這項衰老研究已經邁出了重要的一步，特別是因為，它有望帶來一個實際的好處。氧化還原平衡可作為一個新的生物標志物，在未來用于診斷衰老和神經退行性過程。Janine Kirstein說：“目前，這種方法對于治療目還不太可能有用，但是開發成診斷工具確實是有可能的。”