科學家過去認為神經元（或心臟細胞）可能是人體中最老的細胞。最近，索爾克研究所的科學家發現，老鼠的大腦、肝臟和胰臟中含有大量壽命極長的細胞與蛋白質，有些甚至和神經元同樣老。發表在2019年6月6日《細胞代謝》（Cell Metabolism）期刊的研究結果證明了「年齡鑲嵌現象」（age mosaicism），該團隊的研究方法可應用於幾乎任何身體組織中，提供了關於非分裂細胞終生功能的寶貴資訊，以及細胞在衰老過程中如何失去對蛋白質與重要細胞結構完整性和質量的控制。

　　索爾克研究所的科學總監馬丁‧赫澤（Martin Hetzer）教授說：「我們驚訝地發現，細胞結構基本上與它們所在的生物體一樣老，這表明細胞比我們先前想像的還更複雜，這對我們看待大腦、心臟和胰臟等器官的衰老問題具有耐人尋味的意義。」

　　大腦的大多數神經元在成年期不會分裂，因此經歷較長的壽命以及與年齡相關的衰退過程。然而，由於技術限制的關係，科學家很難確定大腦外部細胞的壽命。

　　該研究的第一作者拉斐爾‧德里戈（Rafael Arrojo e Drigo）說：「長久以來生物學家一直想知道——生物體中的細胞壽命究竟有多老？普遍觀點認為神經元最老，而身體中的其他細胞則相對年輕，並在生物體的壽命週期中都會再生。於是我們對此進行研究，探索某些器官是否可能存在與大腦神經元同樣老的細胞。」

　　大多數神經元在壽命週期中不會被替換，所以科學家把它們當作「年齡基準線」來對比其他不分裂的細胞。研究團隊結合電子同位素標記與混合成像方法（MIMS-EM），對年輕和年老齧齒動物模型中的細胞與蛋白質年齡，以及大腦、胰臟和肝臟的周轉率進行視覺化和量化。

　　為了驗證這種方法，科學家首先確定了神經元的年齡，發現它們確實跟生物體一樣老。然而令他們驚訝的是，排列在血管中的內皮細胞也和神經元一樣老，代表一些非神經元的細胞在整個壽命週期內並不會進行複製或替換。

　　胰臟，負責維持血糖水平與分泌消化酶的器官，它也展現了不同年齡的細胞。胰臟的一部分「胰島」被科學家視為連結年輕細胞與年老細胞的神秘地帶。在這裡，一些釋放胰島素的β細胞終生進行複製且相對年輕，另一些細胞不分裂且壽命較長類似於神經元，而另一種δ細胞則完全不分裂。胰臟是年齡鑲嵌現象的顯著例子，一群相同的細胞卻有不同的壽命。

　　先前的研究表明，肝臟在成年期具有再生能力，因此研究人員選擇研究這個器官以觀察相對年輕的肝細胞。他們驚訝的發現，在健康成年老鼠體內發現的絕大多數肝細胞都跟生物體一樣老，但排列在血管中的細胞和另一種肝細胞類型「類星狀細胞」的壽命卻要短得多。因此，出乎意料的是肝臟也展現了年齡鑲嵌現象，為肝臟再生能力的研究指明了潛在的新方向。

　　在分子層面上，科學家所觀察到的長壽細胞中包含能展現年齡鑲嵌現象的蛋白質複合物，例如胰臟β細胞和神經元的初級纖毛（細胞外的毛髮狀附屬物）含有壽命差距很大的蛋白質區域。與之形成鮮明對比的是，肝臟中的細胞根本不含有這種長壽蛋白質。

　　加州大學聖地牙哥分校醫學院神經科學特聘教授馬克‧艾理斯曼（Mark Ellisman）表示：「多虧新的視覺化技術，我們能用比以往更精準地方式來確定細胞年齡及其超分子複合物。這為研究正常與疾病狀態下的所有細胞、組織和器官打開新的一扇門。」

　　赫澤補充說：「確定成年生物體中細胞與亞細胞結構的年齡，為細胞維持、修復機制以及成年期累積變化對健康和疾病發展的影響提供新的見解。最終的目標是利用這些機制來防止或延緩與年齡相關的器官衰退，例如大腦、胰臟和心臟等細胞更新有限的器官。」

參考報導：Phys.org