文|創(chuàng)瞰巴黎 Andrew Steele
編輯|Caroline Liang
一覽:
- 科學(xué)家對(duì)衰老的生物學(xué)原理的理解已經(jīng)達(dá)到了空前的高度。更振奮人心的是,他們還提出了種種關(guān)于延緩衰老,甚至逆轉(zhuǎn)衰老的潛在方案。
- 端粒酶研究曾是衰老研究中最主要的領(lǐng)域之一,其基本理念是延長(zhǎng)染色體端粒,讓細(xì)胞“重返青春”。
- 另一個(gè)抗衰老的理念是清除人體內(nèi)的衰老細(xì)胞,以延長(zhǎng)人類(lèi)的壽命和健康年限。
- 第三個(gè)理念是細(xì)胞重新編程,既提取任意人體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞,以代替受損的細(xì)胞。
大部分人認(rèn)為,衰老是人生不可避免的一部分。伴隨著時(shí)間的流逝,是衰老這一生理過(guò)程永不停歇的步伐,一個(gè)人年齡每增長(zhǎng)一歲,死亡率便上升10%。人到老年,容易患上癌癥、老年癡呆等各種疾病,體力大不如前,聽(tīng)力、視力、記憶力都會(huì)下降,還會(huì)有許多其他的表現(xiàn)。
但是,衰老不再是我們想象中那不可避免的灰暗未來(lái)??茖W(xué)家對(duì)衰老的生物學(xué)原理的理解已經(jīng)達(dá)到了空前的高度1。更振奮人心的是,他們還提出了種種關(guān)于延緩衰老,甚至逆轉(zhuǎn)衰老的潛在方案。
以下是最值得我們關(guān)注的三種方案,也許有一天,其中一個(gè)就能讓你“返老還童”。
01 端粒酶:重振DNA生機(jī)
端粒研究是衰老研究中最廣為人知的領(lǐng)域。端粒是位于細(xì)胞染色體末端的保護(hù)性結(jié)構(gòu)。人體中的細(xì)胞總是在不斷地分裂。皮膚組織細(xì)胞、血液細(xì)胞、消化道上皮細(xì)胞等都會(huì)因頻繁的使用而老化,需要被新的細(xì)胞替代。而細(xì)胞分裂的代價(jià)就是端??s短。每分裂一次,端粒都會(huì)縮短一些。
一個(gè)人存活的時(shí)間越長(zhǎng),細(xì)胞分裂的代數(shù)則越多,細(xì)胞內(nèi)端粒的平均長(zhǎng)度也就越短。端粒的長(zhǎng)短不僅能間接反映一個(gè)人的年齡,與身體的衰老似乎也存在著某種因果關(guān)系。端粒越短,就越有可能患上老年疾病。針對(duì)同卵雙胞胎的研究發(fā)現(xiàn),一對(duì)雙胞胎中端粒較短者的壽命往往更短。
因此,上世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)的端粒酶讓科學(xué)家們興奮了一陣子。端粒酶能延長(zhǎng)端粒,有人認(rèn)為它也許能讓細(xì)胞恢復(fù)青春。遺憾的是,端粒酶作為“長(zhǎng)生不老酶”的名聲沒(méi)維持多久。在小鼠體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),端粒酶的確能讓細(xì)胞分裂的代數(shù)大大增加,但代價(jià)是極大地提升了一種致命疾病的發(fā)病率。這種疾病以細(xì)胞失控分裂為主要特征,它,就是癌癥。
幸運(yùn)的是,端粒酶作為抗衰老療法的研究并未被徹底拋棄。在過(guò)去的10-15年間,研究發(fā)現(xiàn)端粒酶若與抗癌療法并用,或者間歇性使用(而非像早期實(shí)驗(yàn)?zāi)菢舆B續(xù)使用),可以延長(zhǎng)小鼠的壽命。
未來(lái),這些理念的進(jìn)一步驗(yàn)證需要人體實(shí)驗(yàn)。
02 清除人體衰老細(xì)胞
當(dāng)我們的外表隨著年齡變得滄桑,體內(nèi)的細(xì)胞也在不斷老化,其中有部分會(huì)變成“衰老細(xì)胞”,而它們的這一轉(zhuǎn)變會(huì)加速整個(gè)身體的衰老。人們發(fā)現(xiàn),衰老細(xì)胞不是人體衰老的無(wú)辜旁觀者,并不像生日蛋糕上的蠟燭一樣僅反映你的年齡。它們會(huì)釋放多種有害分子,增加心臟病、癌癥、認(rèn)知能力衰退等一系列疾病和癥狀的概率。
好消息是,我們并非束手無(wú)策。對(duì)于衰老細(xì)胞,科學(xué)家已研究出了多種清除的方式,且不傷害到身體其他部位的細(xì)胞。現(xiàn)在開(kāi)發(fā)得最成熟的是衰老細(xì)胞清除藥物,于2015年問(wèn)世5,有幾種已進(jìn)入人體臨床試驗(yàn)階段。
2018年的一項(xiàng)研究6探索了老年小鼠服用此類(lèi)藥物的多重效果。實(shí)驗(yàn)中的小鼠不僅壽命延長(zhǎng)了,身體也變得更年輕了——它們得病的概率降低、體力不再虛弱(研究者把小鼠放進(jìn)專(zhuān)門(mén)定制的小型健身房里,讓它們上跑步機(jī)、走鋼絲、爬鐵絲,以測(cè)量它們的體力)、認(rèn)知力得到提升,甚至皮毛也更有光澤!這說(shuō)明身體衰老的許多(甚至全部)表現(xiàn),都是由衰老細(xì)胞造成的,也意味著清除衰老細(xì)胞可以預(yù)防多種疾病。
當(dāng)前有二十多家藥企正在開(kāi)發(fā)面向公眾出售的衰老細(xì)胞清除產(chǎn)品7,有藥物、有肽、還有刺激免疫系統(tǒng)進(jìn)行自主清除的物質(zhì)。產(chǎn)品的多樣性意味著即使某項(xiàng)開(kāi)發(fā)失敗,仍然有許多其他的可能性可供探索。這同時(shí)也意味著衰老細(xì)胞清除藥很有可能成為史上首例有效的抗衰老藥物。
03 細(xì)胞重新編程:讓生物鐘倒流
細(xì)胞重新編程聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō)里的名詞,而它的具體內(nèi)涵比名稱(chēng)聽(tīng)起來(lái)更玄幻。它是衰老生物學(xué)當(dāng)下最受矚目的理念,對(duì)提升人類(lèi)健康有巨大潛力。現(xiàn)在的關(guān)鍵在于,能否將實(shí)驗(yàn)室的研究成果轉(zhuǎn)化為具有實(shí)用價(jià)值的醫(yī)療技術(shù)呢?
細(xì)胞重新編程技術(shù)誕生于00年代中葉8。當(dāng)時(shí),日本科學(xué)家山中伸彌在研究胚胎細(xì)胞分化的機(jī)理:是什么促使它們分化成各種各樣的細(xì)胞,構(gòu)成心臟、皮膚、大腦等器官?他發(fā)現(xiàn)只要引入四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子(“山中轉(zhuǎn)錄因子”),就能誘導(dǎo)人體內(nèi)的任何細(xì)胞變回多功能干細(xì)胞,再次具備分化為各類(lèi)體細(xì)胞的潛力。也就是說(shuō),利用這一技術(shù),從你的手臂上隨意提取一個(gè)上皮細(xì)胞,就能將它“重新編程”為多功能干細(xì)胞,分化為任何你想要的細(xì)胞類(lèi)型。
2012年,山中伸彌因?qū)?xì)胞重編程技術(shù)的研究,獲得了諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。也正是在那時(shí),人們發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)生成多功能干細(xì)胞的過(guò)程可以顯著地逆轉(zhuǎn)細(xì)胞的衰老。誘導(dǎo)的過(guò)程不僅讓細(xì)胞返回未分化的狀態(tài),還能降低細(xì)胞的生理年齡,在多項(xiàng)指標(biāo)上變得更健康、更年輕。
把人體所有的細(xì)胞都變成干細(xì)胞顯然是不行的(要我把腦細(xì)胞變成干細(xì)胞,我可不干?。?,但如果間歇性地給細(xì)胞引入山中轉(zhuǎn)錄因子,就能做到既不讓它分化,又降低它的生理年齡9。研究者對(duì)患有會(huì)導(dǎo)致早衰的疾病的小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)這一做法的確能改善小鼠的健康,并促使成年小鼠體內(nèi)部分組織的重生。而正常情況下,此類(lèi)組織重生只可能在小鼠胚胎中發(fā)生,不可能出現(xiàn)在成年小鼠身上。
細(xì)胞重新編程技術(shù)潛力巨大,以至于吸引了亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝佐斯聯(lián)手多名億萬(wàn)富翁,斥資30億美元投資創(chuàng)辦了阿爾托司實(shí)驗(yàn)室(AltosLabs)10專(zhuān)攻該技術(shù),讓細(xì)胞重新編程一躍登上新聞?lì)^條。阿爾托司實(shí)驗(yàn)室匯聚了全球細(xì)胞重新編程領(lǐng)域的頂尖學(xué)者,包括山中伸彌,力圖將小鼠實(shí)驗(yàn)的積極成果轉(zhuǎn)化為人類(lèi)健康的福音。在實(shí)驗(yàn)室里轉(zhuǎn)基因小鼠身上得到證實(shí)的手段,能否順利變成造福普通人的技術(shù)?30億美元的成果,我們拭目以待。
參考資料:
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Researchers cure lung fibrosis in mice with a single gene therapy –Lifespan.io
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