一名 15 歲阿富汗男孩患有一種罕見的遺傳疾病，導致他迅速衰老，這個案例可能有助於科學家解開我們如何以及為何衰老的謎團，使他們更接近找到阻止或顯著減緩衰老過程的方法。
醫生髮現，這名男孩在 1990 年代因高血壓、聽力和視力喪失、腎功能衰竭、貧血和對光敏感等症狀被送往荷蘭一家醫院，他體內一個關鍵基因發生了突變，該基因負責一種對細胞 DNA 損傷修復至關重要的酶。這種基因缺陷導致他過早衰老，並在青春期完成前基本上因年老而死亡。
這名青少年的疾病（現在被稱為 XPF-早衰綜合徵）在小鼠身上覆制後，使一個國際研究團隊能夠回答衰老科學中的一個基本問題：我們變老是由於一生中損傷的積累，還是由於我們繼承的基因藍圖？
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“我們認為兩者都有效，特別是 DNA 損傷會導致衰老，”鹿特丹伊拉斯姆斯醫學中心的遺傳學家、這項研究的主要作者 Jan Hoeijmakers 說。這項研究由來自歐洲和美國四家不同機構的團隊組成。“損傷會積累……但它受你的基因構成調節。如果你有更好的修復能力和/或較慢的新陳代謝，你就會衰老得更慢。”
Hoeijmakers 多年前觀察到的這個男孩，在一個名為 XPF 的基因中存在缺陷，該基因的酶與另一個名為 ERCC1 的基因編碼的蛋白質結合，形成 XPF-ERCC1 核酸內切酶複合物。該複合物對於修復因暴露於紫外線、X 射線、食物中的化學物質、香菸煙霧和其他刺激物而受損的 DNA 是必需的。
“我們自身的呼吸和新陳代謝，”Hoeijmakers 說，“不斷產生活性氧和其他化學物質，這些物質傾向於與各種細胞成分[包括]……我們的 DNA 發生反應並造成損害。”受損的 DNA 會導致細胞死亡或功能障礙，“隨著時間的推移，你會失去細胞，細胞和器官不再那麼好地發揮作用，你就會逐漸衰老。”
為了研究ERCC1 缺陷引起的衰老效應，Hoeijmakers 的團隊創造了不表達 ERCC1 的轉基因小鼠。突變小鼠在產前和產後發育期間在身體上表現出一些遲緩，兩週後沒有生長，並且通常在四周大時死亡。
研究人員將 15 天大的突變小鼠肝臟中數千個基因的活性與活了兩年半的正常小鼠的基因活性進行了比較。結果呢？“快速衰老的小鼠將其活動從生長轉變為維護和修復，上調細胞防禦，下調呼吸和新陳代謝，”Hoeijmakers 說。“這也發生在自然衰老時，如果你[可以]在生命早期切換到這種‘生存’模式，你就會活得更長。”
當人類隨著年齡增長而切換到生存模式時，影響可能包括肌肉質量下降和骨密度流失。當研究人員比較突變小鼠和老年小鼠中影響生長途徑的基因時，他們發現基因表達的相關性高達 95%。
匹茲堡大學醫學院的合著者勞拉·尼德恩霍弗說：“由於這些途徑之間存在如此高的相關性，我們非常有信心 DNA 損傷在促進衰老過程中發揮著重要作用。”
英國布萊頓大學的生物分子科學家理查德·法拉格爾認為，這項發表在本週《自然》雜誌上的研究是衰老研究的“支柱”之一，因為它開始將負責衰老的細胞機制與對壽命的影響聯絡起來。“我認為這將使人們開始以更綜合的方式思考衰老的因果機制，”他說，具體而言，“突變對細胞做了什麼，細胞對組織做了什麼，組織對生物體做了什麼。”
為了實現這一目標，Hoeijmakers 和他的團隊成立了一家名為 Dnage 的小公司，旨在尋找減緩衰老和對抗與年齡相關疾病的方法。“如果我們能夠透過觸發生存反應[降低新陳代謝並減少損傷]或透過增強修復，或者，也許透過在食物或藥物中新增保護性化合物來減少 DNA 損傷的誘導，”他說，“DNA 損傷的速度以及隨之而來的衰老可能會降低。”