科學(xué)能否讓青春永駐？
日期：2012-03-29 08:44:43
不久前，美國生物學(xué)家辛西婭·凱尼恩的實(shí)驗(yàn)室里發(fā)生了意想不到的事：只有14天壽命的線蟲，存活了84天，竟然還在培養(yǎng)器皿里悠游自在地蠕動。讓這些線蟲擺脫死亡厄運(yùn)的是它們身上罕見的基因——daf-2。根據(jù)辛西婭·凱尼恩推斷，daf-2基因也可能影響人類的壽命。想象一下，人類也能抵抗衰老，壽命延長到6倍。甚至……更多？
衰老從細(xì)胞開始
物理學(xué)家說，任何事物，無論是人類還是一塊石頭，最終都會分解消亡，這符合熱力學(xué)第二定律——在有限空間和時(shí)間內(nèi)，一切和熱運(yùn)動有關(guān)的物理、化學(xué)過程都不可逆。
生物學(xué)家說，衰老從細(xì)胞開始。他們早就發(fā)現(xiàn)一件有趣的事實(shí)：每種細(xì)胞的壽命都有限度。即便是人工培養(yǎng)、在最好的條件中生存的細(xì)胞，一旦接近這個(gè)限度，衰老和死亡就是既定命運(yùn)。例如人體的成纖維細(xì)胞，最多只能繁殖50代，之后，便無法逃脫死神的親吻。
能夠進(jìn)行分裂的細(xì)胞，在分裂之前都要先復(fù)制染色體，以保證形成的兩個(gè)細(xì)胞各自分到一套完整染色體，從而讓新產(chǎn)生的細(xì)胞能夠正確制造生命必須的物質(zhì)，比如蛋白質(zhì)。但是由于DNA不能復(fù)制染色體最頂端部分——端粒，因此復(fù)制品比模版略短些。這通常不會引起問題，因?yàn)槎肆Ｖ皇且欢渭?/SPAN>DNA鏈，大約含1000個(gè)無編碼意義的堿基對，它的功能是保持染色體兩端的穩(wěn)定性。
然而，細(xì)胞每分裂一次，端粒就丟失一小段，約50～200堿基對。當(dāng)端粒消耗殆盡以后，染色體就會失去穩(wěn)定性，可能會粘在一起，還可能以異常的方式重新組合。這導(dǎo)致細(xì)胞無法正常生產(chǎn)生命物質(zhì)，發(fā)生嚴(yán)重功能紊亂，趨向死亡。
但有些細(xì)胞卻能獲得“永生”——生殖細(xì)胞和癌細(xì)胞。在它們內(nèi)部，會產(chǎn)生出一種活性物質(zhì)——端粒酶。端粒酶能修復(fù)細(xì)胞分裂時(shí)發(fā)生在端粒部位的損傷，使傷口彌合，從而避免了細(xì)胞衰老、死亡的趨勢。
細(xì)胞新陳代謝產(chǎn)生的自由基也會加速細(xì)胞衰老。自由基是異常活潑的帶電分子或基團(tuán)。它會氧化細(xì)胞中的物質(zhì)，引起DNA損傷，損害細(xì)胞膜，使蛋白質(zhì)、核酸等大分子交聯(lián)，從而影響細(xì)胞的正常功能。
還有一些生物學(xué)家認(rèn)為基因中存在著特定的程序，這個(gè)程序像時(shí)鐘一樣，生物總會按照這個(gè)時(shí)鐘的控制步入生命的每個(gè)階段——生長、發(fā)育、衰老和死亡。如果這個(gè)程序中的某個(gè)基因發(fā)生突變，那么生命的腳步也會發(fā)生改變，例如辛西婭·凱尼恩的線蟲，就是觸動了這個(gè)程序中的daf-2基因，才使它的生存時(shí)間，比預(yù)期壽命長了6倍。
預(yù)期壽命是難解之題
既然線蟲都有14天的預(yù)期壽命，那么，人究竟能活到多老？
這個(gè)問題會讓生物學(xué)家們蹙起眉頭，因?yàn)樗ダ虾退劳鍪且粋€(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的過程，而探求這個(gè)過程，就像踏進(jìn)了一座迷宮。至今，生物學(xué)家們還困在這個(gè)“迷宮”里，他們摸索、試探，有時(shí)候推開了一扇門，有時(shí)候又不得不退回來。
如果非要有一個(gè)答案，愁眉苦臉的生物學(xué)家們會說，依照目前所掌握的生物學(xué)規(guī)律，有一些方法可以推算人類的預(yù)期壽命。但所依據(jù)的規(guī)律不同，結(jié)果也不同。
在比較生物學(xué)領(lǐng)域，生物學(xué)家們對哺乳動物的壽命測算有兩種觀點(diǎn)：第一種認(rèn)為，哺乳動物的壽命是生長期的5—7倍，據(jù)此來推算，人的生長期為20—25年，預(yù)計(jì)壽命可達(dá)100—175年；第二種認(rèn)為，一般哺乳動物的壽命是性成熟期的8—10倍，人類的性成熟期為14—15年，壽命因此可達(dá)110—150年。
在細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域，生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，人體的成纖維細(xì)胞在體外分裂50次左右，細(xì)胞的端粒就會耗盡，細(xì)胞不再分裂，最終死亡。于是，“50次”被視為細(xì)胞分裂的極限，而細(xì)胞的分裂周期約為2.4年——據(jù)此推算，人類預(yù)期壽命可能為120歲左右。
除了這些推算方法，不同的生物學(xué)家從各自不同的研究領(lǐng)域出發(fā)，還有各式各樣推算人類預(yù)期壽命的方法：以代謝率和個(gè)體大小為依據(jù)來計(jì)算，以腦發(fā)育情況來計(jì)算……然而，迄今為止，在預(yù)期壽命這個(gè)問題上，生物學(xué)家們的目光是游移的，無論是何種推算方式，都不能讓他們拍著胸脯說：這就是最準(zhǔn)確的方式。
長生不老是神話？
如果對人類預(yù)期壽命的回答不太能讓人滿意，再癡人說夢一般的追問人能不能長生不老，似乎有點(diǎn)冒險(xiǎn)？
物理學(xué)家會對此嗤之以鼻：這完全不符合物理學(xué)定律。不過，這次生物學(xué)家們似乎沒有讓人失望：延緩衰老的試驗(yàn)正在進(jìn)行。生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，為了保持人體組織和器官能夠正常工作，大多數(shù)年輕、健康的細(xì)胞都要不斷進(jìn)行分裂，但這些細(xì)胞最終會停止分裂并逐步喪失正常的功能，這就是細(xì)胞衰老。隨著年齡漸長，這些衰老細(xì)胞堆積在體內(nèi)，釋放有害物質(zhì)。盡管在老年人的身體中，衰老細(xì)胞僅占5%，甚至更少的比例，但它們產(chǎn)生的有害物質(zhì)卻造成了廣泛的影響。
如此看來，延緩衰老有不同的途徑可以選擇：恢復(fù)細(xì)胞的分裂能力；將衰老細(xì)胞從人體清除；中和衰老細(xì)胞產(chǎn)生的有害物質(zhì)。
生物學(xué)家們試圖在這里取得突破，并已有一些成果。法國生物學(xué)家成功找到了可逆轉(zhuǎn)衰老細(xì)胞的方法。在他們的實(shí)驗(yàn)室里，一個(gè)停止分裂的皮膚細(xì)胞，被放在試管中，加上了另外的基因片段，結(jié)果，這個(gè)取自74歲老人的衰老細(xì)胞恢復(fù)了活力，培植出來的細(xì)胞分裂增生能力和生命力都有提高。
美國生物學(xué)家則選擇了另外一條路——他們發(fā)現(xiàn)了一種可以靶定并殺死衰老細(xì)胞的藥物。這種藥物被喂給年邁的老鼠，這些老鼠體內(nèi)的衰老細(xì)胞被清除，盡管已經(jīng)衰退的身體機(jī)能沒有恢復(fù)，但阻止了衰老現(xiàn)象的進(jìn)一步發(fā)展。
如果對這些回答還不滿意，“長壽”線蟲培養(yǎng)者——辛西婭·凱尼恩說：“科學(xué)家們可能會在未來15年內(nèi)研制出使人長久保持青春活力的藥物。”這真是個(gè)令人興奮的答案，不過，無論是辛西婭·凱尼恩還是其他生物學(xué)家都非常清楚，這些研究還處于非常早期的階段，所取得的成果只能為在“迷宮”中探索的人們指出一個(gè)可行的方向。
最新進(jìn)展
法國：研究人員找到可成功逆轉(zhuǎn)衰老細(xì)胞的方法。在試管實(shí)驗(yàn)中，將衰老細(xì)胞重組年輕化，讓細(xì)胞重新分裂增生，找回生命力。
研究人員李默特瑞領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)成功將衰老細(xì)胞在試管中，重組為多功能潛能干細(xì)胞。經(jīng)研究人員“年輕”處理后，細(xì)胞可重新分裂。根據(jù)報(bào)道，研究人員取自一名74歲人士的皮膚細(xì)胞，細(xì)胞已不再分裂增生，呈現(xiàn)衰老的現(xiàn)象。研究過程將細(xì)胞在試管中進(jìn)行重組，除了傳統(tǒng)上使用的4種轉(zhuǎn)錄基因（OCT4、SOX2、CMYC、KLF4），另再加入兩種因子（NANOG、LIN28）。
李默特瑞說，細(xì)胞的年齡軌跡不見了，培植出來的多功能干細(xì)胞可用來增生各樣功能性細(xì)胞，分裂增生力和生命都提高。
美國：為了保持人體正常工作，大多數(shù)年輕、健康的細(xì)胞都要不斷進(jìn)行分裂，但它們最終會停止分裂并被其他細(xì)胞取代。細(xì)胞衰老貫穿人的一生，隨年齡漸長，人體將衰老細(xì)胞清除出體內(nèi)的能力越來越弱，從而導(dǎo)致衰老細(xì)胞堆積。
研究人員首次發(fā)現(xiàn)，使用一種能夠靶定并殺死衰老細(xì)胞的藥物，基本上可以令衰老過程的某些方面出現(xiàn)停滯。科學(xué)家?guī)资陙硪恢毕胫溃绻麑⑺ダ霞?xì)胞從人體中徹底清除，或者將它們產(chǎn)生的有害物質(zhì)加以中和，是否能制止衰老細(xì)胞造成的損害？
研究人員讓上了年紀(jì)的老鼠用這種藥，發(fā)現(xiàn)它們衰老細(xì)胞的清除并沒能扭轉(zhuǎn)已經(jīng)發(fā)生的機(jī)能衰退，但阻止了進(jìn)一步惡化。研究人員說，這種藥物似乎對正常細(xì)胞沒有影響，并且似乎沒有對老鼠產(chǎn)生任何副作用。
