本刊编辑部
回首过去100年的世界历史,人类的平均寿命提升之快远远超过之前的几千年,获得不老之身也许并不遥远。如果真的有一天人类可以操纵基因避免衰老,运用新的技术解决现在无法解决的难题,那时拥有了“神的能力”的人类还能被称为人类吗?不老之身真的可以带来幸福的人生吗?这样的问题值得每一个人深思,这样的叩问可能永远不会停息。
征服衰老
一个明媚的早上,一只幼年海洋圆蛤静静地躺在北冰洋海底过滤着海水,如果幸运的话,它还能像这样享受500年的宁静。在它上面,一只弓头鲸正欢快地跃出海面,正好被远道而来的观鲸游客看见,如果游客的眼神足够敏锐,也许能看见它身上有200多年前工业革命时期的捕鲸船给它留下的伤痕。在观鲸人旁边,有一条年迈的狗。从它出生起就与主人在一起,现在它老了,主人还会继续照料它的下一代,亲切地抚摸它们。
每种生物都有自己的寿命,有的能见证沧海化为桑田,而有些却不知春秋往来,但它们都会死,哺乳纲灵长目的人类也不例外。自以为已了解大自然规律的人类往往以“天数”和“大自然规律”对寿命的谜题做出解答,但是科学却给出了另一种答案—基因。
探索端粒
基因是由存在于所有生物细胞核中的DNA组成的,虽然它是由简简单单4个字母—ATCG组成,但却是一切生命活动和形态的“核心代码”,指导各个细胞发育的形态,也决定它们什么时候分裂和死亡。把一个动物的细胞核(包含其全部基因)通过人工手段转移到另一个细胞中,那么这个新细胞就可以发育成与原个体一模一样的个体,克隆羊多莉就是运用这个方法繁育的。将一种生物的一部分基因轉移给另一个物种,接受基因的生物就可以拥有其他生物的“特异功能”,比如,科学家通过这种技术把发光水母在黑夜中发光的能力赋予玫瑰,让玫瑰也能在黑夜呈现动人的风姿。
生命的一切特征都是基因调控的,寿命也不例外,于是科学家就把目光投向了那些长寿的动物,希望能用科学这个武器,去挑战古往今来从未有人能翻越的巨墙—死亡。
在征服死亡的探索中,端粒是最先进入科学家眼中的目标。端粒是真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体,它与端粒结合蛋白一起构成了特殊的“帽子”结构,作用是保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。1990年,生物学家凯文·哈里发现端粒与人体衰老有关。
第一,细胞愈老,端粒长度愈短;细胞愈年轻,端粒愈長,端粒与细胞老化有关系。衰老细胞中的一些端粒丢失了大部分端粒重复序列。当细胞端粒的功能受损时,就出现衰老,而当端粒缩短至关键长度后,衰老加速,临近死亡。
第二,正常细胞端粒较短。细胞分裂会使端粒变短,分裂一次,缩短一点,就像铁杆磨损一样,如果磨损得只剩下一个残根时,细胞就接近衰老。细胞分裂一次其端粒的DNA丢失约30~200bp(碱基对)。
科学家发现癌细胞之所以不会衰老,原因就在于它能不停地表达端粒酶(一种可以延长端粒的蛋白质),从而使它能一直保持自身染色体的完整性,不会因为岁月的流逝而损伤。科学家们试图把癌细胞不会衰老的“超能力”赋予其他动物,看看到底会不会帮助动物延缓衰老,或者抵抗死亡。小鼠实验的结果令人十分欣喜,端粒酶的转入极大地延长了小鼠的寿命,而且并不会导致癌症。三位美国科学家还因发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理,被授予2009年度诺贝尔生理学或医学奖。可以说,对端粒的研究是人类在抗御衰老的路途上迈出的坚实一步。
乌龟的启示
生命的延续离不开氧气,随着科学不断发展,人们发现,其实生命的凋亡也同样离不开氧气。氧作为一种活跃的化学成分,参与了人体各种化学活动,是新陈代谢不可缺少的一环。但是也因为它如此活跃,在参与人体内各种生命活动的同时会产生一种名为自由基的物质,而这种物质会对人体造成损伤。越来越多的研究显示,抗氧化是预防衰老的重要步骤,因为自由基或氧化剂会将细胞和组织分解,影响代谢功能,并会引起不同的健康问题。如果能够消除过多的自由基,则能够预防许多自由基导致的老化相关疾病。
乌龟的长寿自古就广为人知。乌龟有两个广为人知的特点:行动缓慢和吃得很少。其实这都是代谢缓慢的表现,摄入的能量越少,活动能力越低,相应受到的氧化损伤也会降低。因此,代谢缓慢的动物通常长寿,乌龟如此,格陵兰鲨(最长寿的鱼,已知最长寿的个体有500多岁)也是如此。
1989年,威斯康星州灵长类研究所开始了一项长达20年的营养学研究。该研究发现,对摄入热量进行限制的实验组相对于对照组有不少健康收益,比如总体死亡率降低、各类老年病的患病率降低等。
我们能明显看出左边的对照组猴子毛发更加稀疏,眼窝深陷无神。其实,左右两只猴子是同龄的。实验发现,“热量控制组”猴子的寿命比“胡吃海塞组”多出了不少,换算为人类寿命大约为20年。
当然,如果让所有人都少吃一半的食物并坚持一辈子是不现实的。人类不是实验室里的猴子,我们需要能量去从事生活中的各种劳动。此外,仅仅减少代谢,减少氧化损伤只能有限地延长生命,距逃离死亡这个目标还很远。
清除衰老细胞
人的一生中,细胞所受到的损伤不只氧化损伤一项,基因随机突变、紫外线、化学物质等都会对细胞造成损伤。
科学家通过研究发现,被损伤的细胞无法行使自己正常的功能,也不再进行分裂,而且它们与机体衰老有关。未来,最有希望开发成功的药物中就包括用以攻击“衰老细胞”的药物。
2018年的一项科学研究发现,衰老的细胞在小鼠体内的比例确实与衰老相关症状相关,如虚弱、低耐力和较慢的行走速度等。研究人员认为,老化细胞像“细胞僵尸”一样赖在人体内,还会分泌一种名为细胞激素(cytokine)的小蛋白质,损害周围的细胞。老化细胞的毒性不仅会影响邻近的细胞,还可能引发全身性的轻微炎症,这也是身体老化的标志之一。
该研究还发现,从一些抗癌药中借用的药物组合可以消灭这些衰老细胞,甚至促使年轻细胞发育并替换它们。在一项研究中,研究者用抗癌药物达沙替尼和槲皮素(一种植物黄烷醇,具有抗组胺和抗炎作用)治疗含衰老细胞的小鼠。研究人员发现,当用“达沙替尼+槲皮素”治疗24~27月龄的老年小鼠时,小鼠平均寿命延长了36%,且死亡率低于对照组。这表明,抗衰老药物可以降低老年小鼠的死亡风险。
另一个可以选择性清除衰老细胞的药物名为FOXO4-DRI。该药物不仅可以延长小黑鼠的寿命,还能在一定程度上使它返老还童。大片毛发脱落的衰老小黑鼠在治疗10天后毛发开始恢复,并由白变黑。在大约3周后,健康益处开始展现出来:接受这种药物治疗的衰老小鼠奔跑的距离是没有接受治疗的衰老小鼠的2倍。在治疗一个月后,衰老小鼠的肾功能有所加强。
修复细胞损伤
人类和动物的一生会受到各种各样的损伤,最终使得机体从基因和细胞层面开始衰老。清除衰老细胞确实可以令一些衰老的动物重返青春,但是否可以修复细胞损伤,让其一直维持在年轻状态呢?
这一次,科学家选择了蝙蝠作为研究对象。可以说,蝙蝠是自然界受到氧化损伤最多的哺乳动物之一。由于空气的密度并不高,要通过扇动翅膀使自己飞起来要消耗大量能量,所以为了给飞行提供能量,飞行动物大多新陈代谢速度非常快。高强度的新陈代谢无疑会给蝙蝠的身体带来相当多的氧化损伤,此外,一般体型较小的动物寿命也比较短。按照这样的前提进行推测,蝙蝠的平均寿命应该远远低于和它体型相近的老鼠的寿命。
实际上却恰恰相反,科学家们已经发现,与其他动物相比,蝙蝠拥有超常的寿命(平均寿命为37岁)和抗癌能力。发表在《自然生态与进化》杂志上的研究结果显示,随着年龄的增长,蝙蝠的DNA损伤程度会受到限制,它们的DNA修复和损伤清除水平会提高,这在一定程度上是由新的调控基因介导的。
“蝙蝠显示出的與年龄相关的基因表达变化非常独特,科学家尚未在人类或其他哺乳动物中观察到这种基因表达。”美国加利福尼亚大学戴维斯分校教授爱玛·蒂琳表示。
目前,对人类进行基因改造,使人类获得像蝙蝠一样修复损伤的能力还是非法的,但是这并不妨碍科学家们去找寻那些能够帮助人类修复或者弥补损伤的药物。其中NMN和雷帕霉素就是这些药物中的佼佼者。
我们先来看NMN是如何修复细胞损伤的。随着内皮细胞开始失去一种名为SIRT1的关键蛋白质,肌肉内的血液流动就会不断减少。随后,我们的肌肉开始萎缩,变得衰弱,这被称为肌肉减少症。一开始,这种症状是可以通过规律的运动来延缓的,但渐渐地运动能起的作用也微乎其微了。SIRT1的损失则是由于NAD+的损失引起的。NAD+是蛋白质相互作用和DNA修复的一种关键调节分子,也会随年龄的增长而下降。
在培养皿实验中,科学家发现,用NMN处理过的人类和小鼠的内皮细胞,生长能力更强,且细胞死亡更少。接着,研究小组给一组20月龄(大约相当于70岁的老人)的小鼠服用了2个月的NMN。结果显示,NMN将这些小鼠的毛细血管数量和密度修复到了与年轻小鼠相当的水平。同时,肌肉内的血液流动也增加了,显著高于未经NMN处理的同龄小鼠的肌肉血液供应。更重要的是,经NMN处理的老龄小鼠的运动能力也受到了显著影响。与未经NMN处理的同龄小鼠相比,它们的运动能力提升了56%~80%。
雷帕霉素也能帮助细胞修复损伤。最初,研究者认为雷帕霉素可以作为一种低毒性的抗真菌药物投入临床使用,后来发现其具有免疫抑制作用,因此,雷帕霉素在1999年作为器官移植抗排斥药物上市。2009年,一项小鼠实验研究发现,雷帕霉素能够使小鼠寿命延长9%~14%。2014年,来自制药巨头诺华的科学家发现,小剂量的雷帕霉素衍生物(everolimus)能够能使老年人对流感疫苗的免疫反应提高20%。從免疫力的恢复而言,这样的研究结果可能证明everolimus有一定程度减缓衰老的作用,从而延长人类寿命。
其他相关研究也证明,随着剂量的增加,雷帕霉素可将小鼠寿命延长30%。除此之外,雷帕霉素还能够减缓小鼠肌腱的硬化速度、肝脏功能的退化速度、机体神经损伤,延缓与年龄相关的疾病的发生,如心脏病、癌症、阿尔茨海默病,并保持干细胞功能。
随着科学的发展,越来越多的可以被用来延长寿命的物质被科学家发现,如黄烷酮橙皮素、鞣花酸等。虽然目前还没有一种疗法或药物可以让人长生不老,但是一些未来学家深信,长生不老并非空中楼阁。著名的未来学家格雷曾提出过一个名为“衰老逃逸速度”的理论,即随着科技的发展,可以延长寿命的技术不断被发明出来,只要延长寿命的速度快于我们自然老去的速度,人类就可以达到永生或者能一直维持年轻。
永远年轻
不死,可能会是一个诅咒,而不是一个赐福。希腊神话中,特洛伊城创建者拉俄墨冬之子提托诺斯,以生命代价认识到了这一点。这位特洛伊王子是如此英俊,以至于黎明女神厄俄斯迷上了他。她成功央求主神宙斯赐予提托诺斯永生,这样一来,她就能和提托诺斯永远在一起。提托诺斯得到了永生,却依然衰老了。他失去了英俊和智慧,厄俄斯则失去了对他的兴趣。老迈且胡言乱语的提托诺斯,最终被她永久囚禁在一座房屋中。这当然只是一个神话故事。然而,真理竟然能比虚构还奇异。从一定意义上说,大量物种的确是永生的。与提托诺斯不同,许多物种不仅永生,而且永远年轻。
我们在这里谈论的是“生物学上的永生”,但许多生物学家可能并不希望我们使用这个词组。在生物学家看来,永生意味着不死,而这种想法是愚蠢的。这一点看似矛盾:从生物学意义上说能够永生的生物体,却绝对是要死的。捕食者、疾病或环境灾变(例如火山爆发),都能杀死它们。但与人类不同,它们很少会仅仅因为衰老而死亡。换句话说,从生物学上讲,永生的生物体一样会死,但它们看来不会衰老。它们基本上正好是提托诺斯的反面。
狐尾松是这方面的一个好例子。北美洲的一些狐尾松已有5000岁。在它们开始生长的年代,真正的特洛伊城在当今土耳其所在地建立。要说外表,岁月对它们也不见得比对提托诺斯更好。它们的模样可以说饱经风霜。雷电劈打过它们,暴雪压弯过它们的枝桠。也就是说,年迈的狐尾松样子也很苍老。但更仔细观察它们,则是另一个故事。
2001年发布的一项研究,比较了年代最早为4700年前的不同时期的狐尾松花粉和种子,发现狐尾松不会随年龄而出现明显的变异增加。此外,维管组织在年迈和年轻狐尾松身上运作一样良好。虽然年迈狐尾松历经岁月而粗糙多节,但在细胞层面,它们的组织显得与年轻时期一样年轻。没人知道狐尾松是怎样做到这一点的,科学家对它们的长寿原因研究得也不够。但有人推测,狐尾松的长寿可能与它的“分生组织”的一种特性有关。分生组织是指根和芽的一小部分。大量干细胞分布在分生组织上,正是这些干细胞让树木生长。显然,这些干细胞数千年来保持年轻和活力。它们也会有变异,或者说它们也会出错,但就像细菌培养物一样,非变异细胞看来能打败受损细胞(即变异细胞)。
但也有人认为,导致狐尾松长寿的一个关键因素或许是位于分生組织中、被称为“不活动中心”部位的一小群细胞。在这里,细胞分裂速度减慢许多,这可能也会抑制分生组织干细胞的分裂。这种抑制可能是有用的,因为细胞每次分裂都冒着让一种危险的变异进入细胞DNA的风险。保持一定数量的只是偶尔分裂的干细胞,或许是保持一个接近完美的“备份基因组”的一种方式。2013年,科学家识别了一种看来控制着拟南芥(一种植物)不活动中心活性的蛋白质。类似的蛋白质,却可能帮助像狐尾松这样的植物避免细胞衰老,让它们当中的一些能活几千年。
然而,分生组织的这些秘笈不能帮助大多数植物实现永生,这是由于这些植物生长太快。汹涌的衰老步伐会压制分生组织的行为,所以才有一年生或两年生植物。基本上,拟南芥之类植物的细胞分裂得如此迅速,还等不到分生组织补充受损组织,它们的器官就衰竭了。
与之对比,在生物学上永生的植物的生活节奏不慌不忙,它们的分生组织活性背后是单个器官的长寿。如果生长得太快,或者说新陈代谢速度太快,植物通常就不比动物强。这可能就是动物寿命最多不过几百岁的原因所在。只有一个例外:像珊瑚这样的群栖动物,能存活超过4000年。不过,单只珊瑚虫的寿命可能只有几岁而已。
软体动物“明”是经过证实的最长寿动物个体。它是一种海洋圆蛤。当科学家2006年在冰岛附近海域把“明”打捞出水时,它已经507岁。可惜的是,科学家当时杀死了它。“明”虽然死了,但它在生物学意义上是永生的。在许多动物细胞中,含氧分子与细胞膜反应,产生的小分子接着去损害细胞的其余部分。但2012年的一项研究发现,不同寻常的是,海洋圆蛤的细胞膜能抵御这种损害。“明”之所以如此高寿,可能正是因为它的细胞。就像狐尾松的细胞一样,“明”的细胞衰老速度慢得几乎可以忽略。
“明”是年龄能够被证实的最高龄动物。因为它是软体动物,所以科学家能数它壳上的生长线。这很像植物学家通过数树干年轮,就能确定树木的年龄。但并非所有动物都自身携带这么好用的年龄记录。不过,这些动物当中的一些甚至可能比“明”还要高寿。以海德拉为例,它是与水母有关的一种微型软体动物。小动物的寿命通常比大动物短,但有一位生物学家在实验室里养一只海德拉超过4年。对一只身长才1.5厘米的动物来说,这简直是惊人的高龄。不仅如此,如此高龄的海德拉看起来与它只有1天大时一样年轻。这让海德拉成为另一种生物学意义上的永生案例。海德拉究竟能活多久?无人知道。或许,海德拉活几年后就会因为疾病等原因而死掉。也或许,海德拉能活1万年。
几年前,一个科学团队对海德拉的细胞不会衰老提出了一个解释。简言之,它也与干细胞有关。海德拉的小小身体内,携带着一套很了得的干细胞。它们是如此了得,以至于一旦海德拉的身体偶然受损,它们就能重新长出受损部分,而且几乎不管受损部分有多大。正是这种能力,为这种动物赢得了“海德拉”之名。在希腊神话中,海德拉是被砍去一个头会长出两个头的九头蛇,但它后来被大力神赫拉克勒斯杀死。
海德拉的再生能力对它的繁殖来说很重要。海德拉通常进行无性繁殖,即它的繁殖就是对自身的单克隆。它使用三种不同的干细胞群体,复制组成完整功能个体所需的所有不同组织。科学家发现,这三种细胞共享一种蛋白质——FoxO。它可能是一种很重要的抗衰老蛋白,因为一旦敲掉FoxO基因,海德拉就会衰老。
FoxO究竟怎样阻止海德拉的干细胞衰老?或者说,FoxO究竟怎样阻止海德拉衰老?迄今仍不清楚。但科学家已经知道的是,FoxO是细胞内部的一个“中心”,该中心整合不同的细胞信号,其中包括来自细胞外部环境的一些信号。科学家正在研究这些环境信号怎样与FoxO整合。事实上,FoxO可能是动物王国中普遍存在的一种抗衰老机制。人体也携带着FoxO的一些版本,其中一些版本在100岁以上的人身上更常见。
长寿密码
健康饮食
一些专家认为,多吃果蔬、全麦,再加一些脂肪,是有利于长寿的饮食。但也有专家相信,减少蛋白质摄入量、减少摄入的总热量,也是长寿饮食的要点。
到底哪种观点正确?为寻找答案,许多专家把目光投向了欧洲饮食,尤其是地中海饮食。尽管专家们对地中海地区人们的饮食究竟包括哪些还有争议,但他们基本上都认可地中海地区的人们从鱼、果蔬和超级初榨橄榄油中获益良多。
2009年,科学家把7447名心脏病高风险者分成三组,分别吃以下三种饮食:有大量橄榄油的地中海饮食;有大量干果的地中海饮食;低脂肪的控制组饮食。这两种地中海饮食的脂肪含量都很高,但食用它们5年后,这两组人的心脏病、中风和心血管病死亡风险都比控制组低30%。这一结果很惊人,这项试验戛然而止,原因很简单:既然前两种饮食这么有好处,再让控制组的人吃控制组饮食,就不道德了。
不可能解析究竟是哪些营养成分产生了益处,但科学家相信是食物组合在起作用。与一些营养趋势不同,上述健康饮食的蛋白质含量相对低,只提供每天热量中的仅17%,而标准美国饮食中蛋白质提供每天热量中的35%。2014年的一项研究,也对饮食中的蛋白质提出了疑问。这项研究表明,与喜欢植物蛋白者相比,爱吃动物蛋白的美国中年人更可能死于癌症及其他疾病。但这项研究的主导者、美国南加州大学长寿研究所所长隆戈建议人们:为了长寿,请降低蛋白质(不论是动物蛋白还是植物蛋白)的总摄入量。
这一建议或许让人大跌眼镜,因为许多减肥饮食配方倡导高蛋白。隆戈指出,人们没有意识到的是,太多蛋白可能会导致一些主要的衰老因子,其中之一是生长激素IGF-1(类胰岛素生长因子1)。虽然IGF-1对于早期发育来说很重要,但如果后期从高蛋白食物中获取太多它的话,可能会加速衰老。
隆戈等人首先想到这种可能性,是在他们研究厄瓜多尔的一群农民之时。这些农民都有一种基因变异,使得他们的IGF-1水平很低。他们通常身材矮小,但他们也很少得衰老性疾病,例如2型糖尿病。少吃动物蛋白,是降低IGF-1水平的途径之一。
许多科学家认为,我们应该减少食量,包括偶尔不吃几乎任何东西。其他一些科学家相信,减少25%的食物热量,有可能利于长寿,尤其是降低心血管疾病风险。科学家们一致同意的是,少吃食糖很关键,因为食糖是促发2型糖尿病的主要因素。
就目前来看,对于什么是长寿饮食,科学家们仍有争议。不过,低糖、多果蔬和坚果、还有适量脂肪和蛋白质的饮食,可能是较好的饮食。但别忘了健康长寿的另一个秘诀:身体锻炼。
限制热量
2015年7月,一项为期两年的实验结果公布。在这项实验中,科学家为218名年龄在21~50岁之间、体重正常或略微超重者指定饮食。其中一半的人想吃什么就吃什么,另一半人被告知需减少原来热量摄入的25%。到实验结束时,尽管被限制热量组的热量摄入其实只减少了12%,他们依然平均减重10%,减肥效果持续了两年之久。同样重要的是,限制热量组的人们并未因此感到难受。或者说,如此限制热量并未破坏他们的生活。也就是说,限制热量摄入这么长时间,是他们能够忍耐的——坚持减肥这么久,并不是一件很难的事。
许多人认为,如此长时间大幅减少热量摄入会带来副作用,例如感觉倦怠或易怒,以及很想吃甜食。但在这项研究中,被限制热量者并未经历这些副作用。与此同时,该组人的平均血压降低4%,总胆固醇下降6%,与心脏病有关的炎症标志物——C反应蛋白水平下降47%。也就是说,哪怕只是少吃了一点点,减重的效果仍然很明显。这为“节食是延年益寿的一个关键”这个论点提供了新证据。科学家说,肥胖人群要是想保持健康,最重要的就是坚持节食。
在另一项新研究中,哪怕人们偶尔禁食,也能减少与衰老相关疾病的风险因素。在这项研究中,科学家对实验鼠和志愿者进行了一系列改进型禁食实验。对于被喂食很低热量和低蛋白质“禁食”饮食的实验鼠来说,它们的代谢机制改善,骨质流失减少,认知功能改善,患癌率降低,寿命延长。接下来,科学家让19人每周5天吃相似的“禁食”饮食。这种饮食富含健康食物,但比非限制饮食组的饮食热量减少34%~54%。坚持低热量饮食3个月后,限制热量组人们与衰老、糖尿病、心脏病和癌症相关的风险因素减少,包括较低的血糖和生长激素IGF-1(它被认为会促进衰老)水平。尽管IGF-1對于生命初期的正常发育来说很重要,一些人却会从高蛋白饮食中得到太多的IGF-1。新研究还发现,对于饮食中超过20%的热量来源于蛋白质的美国人来说,相比这一百分比只有大约10%的美国人而言,癌症风险提高大约400%。
减肥或许也能解释许多正面变化,例如较低的血压和较好的血糖水平。但一些科学家猜测,禁食也让身体更好地对抗压力,这在细胞水平有好处。禁食会导致一系列不同器官和血液细胞死亡,但同时又会激发干细胞产生。这些新细胞看来会更新死亡的细胞,并且让机体复春。受这些发现激励,主持这项研究的科学家定期禁食,每天只吃两餐主食,外加一份健康小吃。他说,要想延缓衰老和与衰老相关的疾病,节食是最有力的干预手段,比其他任何手段都更好。另外,最近的研究揭示,限制热量摄入对延年益寿的效果,有可能仅仅通过限制蛋白质(尤其是含硫氨基酸——半胱氨酸和蛋氨酸)摄入就能获得。
其他思路
烟酰胺核糖是一种维生素。以往多项研究证实,它能促进新陈代谢。科学家2016年4月底宣布,他们进行的新研究发现,烟酰胺核糖对于干细胞功能来说也有帮助。
随着哺乳动物的衰老,某些器官(例如肝肾)和肌肉(包括心肌)的再生能力减弱。这些动物修复创伤的能力也受到影响。这会导致许多典型的衰老性疾病。科学家希望了解再生过程怎样随年龄退化。通过使用多个标志物,科学家得以辨识了调控线粒体(细胞的“能量工厂”)怎样发挥功能和线粒体怎样随着年龄改变的分子链。线粒体在新陈代谢中的作用已被充分证明。但这一回,科学家首次证明:线粒体正常发挥功能,对干细胞来说很重要。
通常情况下,对身体信号作出反应时,通过产生新的特异细胞,干细胞再生受损器官——至少对年轻的机体来说是这样。科学家在新研究中证明,某些组织或器官再生情况不好,甚至更加恶化的主要原因之一,是干细胞的疲劳。这就是科学家希望使年迈实验鼠的肌肉干细胞“恢复生机”的原因所在。通过以帮助线粒体正常发挥功能的分子为靶点,科学家恢复了肌肉干细胞的活性。他们给予两岁的实验鼠(即高龄鼠)烟酰胺核糖。这种物质与维生素B3很接近,是NAD+分子的前驱体。NAD+分子在线粒体活性中起重要作用。他们的实验结果令人兴奋:相比未得到烟酰胺核糖的实验鼠,得到烟酰胺核糖的实验鼠不仅肌肉再生情况好得多,而且更长寿。
平行研究已经发现,烟酰胺核糖对大脑和皮肤干细胞有类似作用。上述研究对再生医学领域意义重大。烟酰胺核糖或许有助于治疗对年轻人来说致命的疾病,例如肌肉萎缩症。迄今为止,没有发现烟酰胺核糖(哪怕大剂量使用)的副作用。但它看来能提升所有细胞(可能也包括病原体细胞)的功能。因此,对它的安全性需要作进一步研究。
科学家还发现,葡萄中存在的白藜芦醇、蓝莓中存在的紫檀、发现于智利复活节岛的生物活性物质雷帕霉素以及一种糖尿病药物——二甲双胍,可能起着限制热量摄入的作用,因而能帮助人类抵抗衰老和延年益寿。有研究发现,服用二甲双胍的2型糖尿病患者,比不服用这种药物的健康人还活得久。事实上,二甲双胍与心血管疾病、多种类型的癌症和青光眼风险降低之间存在关联。不过,对上述各种物质怎样影响人体的实验仍在进行中,需要较长时间才能看出结果。
有关自由基促衰老的理论认为,抗氧化补充剂,例如维生素C、维生素E、辅酶Q10、硫辛酸、肌肽和乙酰半胱氨酸等,或许能延长人的寿命和抵御衰老。但也有证据表明,一种著名的抗氧化物——β胡萝卜素和高剂量维生素E反而可能增加死亡率。一些草药,例如绞股蓝、假马齿苋、圣罗勒、姜黄、雷公根、余甘子和南非醉茄等等,也被认为有助于抵御衰老,但具体效果都还有待更多研究才能看出。
目前,抗衰老产业除了提供基因疗法之外,还提供多种激素疗法。不过,一些科学家指出,不仅这类疗法的效果未得到证实,而且它们可能对患者有害。最近一些临床研究显示,用低剂量生长激素治疗生长激素缺乏的成年人,能增加他们的肌肉质量,减少脂肪量,增加骨密度和肌肉力度,改善心血管指标,并且没有明显副作用。不过,有关生长激素能抵抗衰老的证据不仅并不充分,有时候还相互矛盾,而且这些证据都是基于动物研究。至于生长激素怎样影响人类,目前的研究结果也是有好有坏,无法肯定。
超级寿星
灯塔水母
寿命 长得未知
灯塔水母可能是海洋中真正的寿星。它们不仅不会濒死,而且越来越年轻,直到重新开始生命周期。它们的诀窍也许是能把一种细胞转变成另一种细胞的能力。有时候,人类干细胞也有这样的能力。
海洋圆蛤
寿命 500年
这种巴掌大的圆蛤竟然能活500年,甚至更久。一些科学家相信,这种圆蛤的长寿之谜在于它能保护自己的蛋白質不受损害。如果能更好地了解这种机制,就可能找到对老年痴呆等与衰老相关疾病的潜在疗法。老年痴呆的病根,正是在于大脑蛋白的紊乱。
座头鲸
寿命 200年
与大象一样,鲸鱼也很少得癌症。座头鲸被认为是现存哺乳动物中的寿星,据估计,它的寿命超过200年。2015年,科学家测定了座头鲸的基因组,辨识了与DNA修复、癌症和衰老相关的基因,可能正是这些基因决定着座头鲸的长寿。
红海胆
寿命 100年以上
包括红海胆在内,多种海胆都能活100年以上,而且不出现任何生物学意义上的衰老迹象。科学家相信,其中的关键或许在于海胆的组织再生能力。它们的端粒——决定怎样衰老的部分细胞——看来不会因它们的年龄而缩短。与之相比,人类的则会缩短。
巨龟
寿命 100年
如果你不介意慢悠悠,那么当一只巨龟也不错。它的寿命经常超过100年(最长寿的巨龟,据说活了255年)。它为什么能活这么久?科学家认为,是因为新陈代谢速度慢。巨龟的心跳速度还不到人的一半。
鹦鹉
寿命 70年以上
鹦鹉普遍能活70岁以上。新西兰的鸮鹦鹉被认为是最长寿的鸟,它能活大约90岁。它的长寿秘笈可能是它做什么事都慢腾腾的。雄性鸮鹦鹉直到4岁才开始繁殖,雌性则要到6岁左右。
大象
寿命 70年
大象个头那么大,寿命又那么长,所以它们得癌症的话也并不奇怪,毕竟,需要花大量时间来分裂的细胞越多,出错的几率也就越大。但大象却不会这样。它们基本上能无癌生存60~70年,这是因为一个基因的多份拷贝,而这个基因能在健康细胞变异成肿瘤细胞之前摧毁潜在的肿瘤细胞。
裸鼹鼠
寿命 30年
裸鼹鼠很丑,但它能活30岁,在啮齿类当中这是非常了得的。科学家推测,裸鼹鼠长寿的部分原因在于它的弹性皮肤。裸鼹鼠看来不会得癌症,哪怕接触大量致癌物也不会。与裸鼹鼠皮肤超级弹性有关的一个分子,可能会阻止与癌症有关的快速细胞分裂。
布氏鼠耳蝠
寿命 超过40年
发现于欧亚部分地区的布氏鼠耳蝠,寿命超过40岁。科学家发现了它的生长激素受体变异,这些变异被认为对长寿且无病的人也起了作用。
厚嘴海鸦
寿命 40年
它能活40岁左右。虽然它也会衰老,但永远不会丧失潜水能力。一些科学家相信,通过研究厚嘴海鸦怎样保持力量和灵活性,有助于搞清人体衰老与崩溃之间的关联。
其实,对永生的质疑由来已久。古人说“万物循环,草木枯荣,周而复始,是为天数”。从古至今,从寒武纪到第四纪,从三叶虫到人类,没有任何生物能翻越死亡这道绝壁。古人认为死亡是天数,是所有生命必然的终点,只有神才能触摸到永恒。代代相传的故事告诫后代们,妄图窥探神威的人最终会吞下自己的苦果。