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长寿的秘密或被揭开

2015-04-03张涛

科学大众(中学) 2015年3期
关键词:蠕虫果蝇猕猴

张涛

衰老似乎是一个无可避免的生命进程。人类为什么会衰老?一部分学者认为哀老只是一种无任何益处却与生命的必然进程密不可分的附带损害。另一部分学者则认为衰老是进化所选择的一个程序,促使机体自毁,为后代让路。

虽然,理论上人类仍没有搞清楚衰老的深层本质,但是生物学家的实验似乎走在了理论的前列。他们在实验室,已经成功延长了蠕虫、猕猴以及老鼠的寿命。空前的成就描绘出一个梦幻般的前景,让我们敢于奢望抑制时间的流逝,活得更久更健康。

一生节食,听起来似乎非常艰苦,但是回报却很丰厚。根据美国一个科研小组的研究,限制热量的摄入可以提高灵长目动物获取长寿的几率。2009年10月,研究小组发表了多年来对猕猴的研究学术成果,此前该研究小组将猕猴每天摄入的热量减少30%,同时增加维生素的摄入,结果超过60%的猕猴顺利活到了30岁。要知道,猕猴正常的预期寿命是27岁。相比正常喂养的猕猴,严格控制饮食的猕猴达到长寿的几率提高了15%,而且它们出现老龄化疾病的几率仅为普通猕猴的1/3,大脑萎缩也没有普通猕猴那么严重。5年过去了,统计数字一如既往的表明,节食的猕猴预期寿命要长得多。另外,数十项涉及啮齿类动物甚至昆虫的研究,都证实了低热量饮食的益处。

然而,节食是否对人类寿命长短有影响却从未被证实,因为开展终身节食的实验本身就相当困难。不过,一种叫雷帕霉素的药物似乎能够模拟节食的效果。虽然该药物在节食方面展示了优异的成绩,但同时也伴随着大量副作用让人望而却步。

在杀虫剂的使用受到严格控制的背景下,这样的发现着实令人惊讶:有规律地对土壤里的蠕虫喷洒“百草枯”可以延长它们的寿命,这一违反常识的结果大大超出研究者的意料。如果从蠕虫出生到死亡的整个过程中都喷洒低浓度的除草剂,这些蠕虫平均存活是29天,而不是原来的18天,寿命延长了58%。研究进一步发现,除草剂会促进蠕虫细胞中自由基的积累,而自由基可引发衰老。与原先预想相反的颠覆传统的实验结论,或许是因为自由基可能激活了机体的修复和保护信号,从而大大延长了寿命。

越来越多的研究都证明果蔬残留的农药对人类有害,因此我们不可能采用这样的益寿方法。甚至以“抗衰老”自由基入药都为时过早。因为,这一现象还有待进一步在人体中得到验证。另外,大剂量的自由基本身毒性就非常强。因此必须找到合适的标靶疗法,即只在局部且定时定量生成自由基,但以目前的技术水平,这并非易事。

桑拿和土耳其浴有着绝妙的功效,至少对秀丽隐杆线虫是这样的。丹麦的一个研究小组已经证明,只要将这种微小透明的动物不断置于高湿环境中,它的寿命就会延长。而且热刺激次数越多,效果越显著。将其置于30℃环境中2次,每次4小时,其平均寿命就会从17天延长到19天。效果最显著的是连续4天,每天4次放进33℃环境中的一组,它们的平均存活期超过了24天。在果蝇以及老鼠身上也曾观察到类似的效果,但对于后者,仅仅是在经过转基因改造以保持较低体温之后才产生这样的效果。如何解释呢?专家认为,并不是温度本身对寿命产生影响,而是它激活了生物体内所谓的“热冲击蛋白”,招致生物应激,才对寿命产生影响。专家同时指出,少量的应激将会激活机体的防御系统,以使机体更好地抵抗、甚至预防时间的损害。

这一实验简直就是著名格言“凡是杀不死我们的都会使我们变得更强大”的真实案例。对生物学家而言,这句话可以这样来阐释:对机体施压可以刺激它的天然防御。不管怎样,这一效果与最适宜体温的概念没有任何关系。最近一项研究表明,利用低温,我们也可以在蠕虫身上获得同样的效果。目前,很多研究者已经着手准备使用在高温环境中处理过的分子来提高人体细胞的应激水平,从而达到延长寿命的目的。

繁殖、新陈代谢……既然下丘脑控制着很多生命功能的正常运行,那么大脑的这个区域或许也支配着它们终将面临的机能障碍。保护大脑的这一区域不受岁月的摧残能够阻止衰老进程吗?美国的一个研究团队给出了肯定回答。为了解开这个谜题,研究小组在老鼠下丘脑中转入炎症分子抑制基因,减少了该区域的炎症。经这一治疗,有一些老鼠存活到了171周以上,而未经处理的对照组老鼠最多也就存活142周左右。

这一留驻青春的疗法背后隐藏着一种释放激素,它由下丘脑分泌。每天在年长的老鼠血液里注入这种激素,可以明显减轻它们的衰老症状。另外,这些长寿老鼠的认知能力也得到提高,肌肉变得更有力量,皮肤变厚,骨头更致密。

逆转时间之箭,使老鼠恢复青春!这是美国哈佛医学院完成的壮举。我们首先要知道,身体为抵御岁月的侵蚀,总会为了维持器官正常运行而积累一定的新细胞储备。然而,细胞每一次增殖,染色体顶端的端粒都会缩短,直至达到细胞无法再增殖的长度,机体从此失去更新其组织的能力。而哈佛医学院研究小组在基因变异的老鼠身上重新激活端粒酶,可使端粒再度延长!以这种方法治疗的老鼠在主要生命器官的体积和功能方面都有恢复。西班牙国家癌症研究中心也进行了类似实验,他们的方法是通过基因疗法在正常老鼠身上诱导端粒酶基因的过度表达。结果,经过治疗的老鼠有半数寿命达130周以上(对照组为100周!最长寿的老鼠甚至活到150~180 周。不过,目前基因疗法还是一种前沿疗法,很难掌控。科学家更倾向于开发一种“药物”分子,通过它来延长细胞中的端粒。但这种方法也可能会引起细胞无序的增殖,招致恶性肿瘤的侵害。

如果这一结论在人类身上得到证实,那将是一个可怕的消息:嗅闻刚出炉蛋挞的香味会加速我们衰老?但大可放心,到目前为止,这种现象只在果蝇和蠕虫身上得到证实。美国密歇根大学的研究小组指出,通过限制热量摄入的方法延长果蝇的寿命后,若再将它们置于有食物香味的环境中,这一得之不易的成果就会消失。相反,通过基因手段消除果蝇的嗅觉,可以使它们存活更长时间。在最好的情况下,雌果蝇平均存活78天而不是50 天,雄果蝇平均存活74天而不是64天。而对于这种性别之间的差异,研究者现在还无法作出解释。

研究小组认为,目前对果蝇寿命产生消极影响的是对食物资源的感知(尤其是通过嗅觉)。的确,机体会将“发现食物”的信息理解为一种信号,这种信号促使其花费很多能量进行繁殖活动,甚至牺牲保养机体所需的能量也在所不惜。相反,食物味道的缺失则暗示着不久的将来会出现饥荒,这样就会促使机体激活一系列抗压系统进行自我维护,“节省”地活着。

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