人类也能“逆生长”？

刘秀芳

就在100年前，世界人口的平均寿命比现在短30年左右。人类平均寿命在不断延长，让后来人不禁窃喜，这种趋势要是一直持续下去，人就能长生不老了！

衰老是一个很复杂的问题，从分子到细胞再到器官，对人体的影响是全方位的。它还与多种形式的分子和细胞损伤有关。到底是什么在控制着衰老呢？许多科学家认为，导致衰老过程的原因，是体内逐步积累了大量被破坏的DNA，机体里的一些蛋白质出了问题。这个退化的过程意味着，我们寿命的长短，取决于细胞新损伤的速度以及修复这些损伤的效率之间的平衡。我们的机体在维持和修复细胞的机制上是非常高效的，这也是我们能活那么长时间的原因。但这些机制并非完美无缺，有些损伤长年累月一直未能修复，并逐渐积累起来。

我们之所以衰老，是因为我们的机体在不停地出错。你很可能会问，我们的机体为什么不在修复功能上做得更好一些呢？实际上我们的确可以做得比现在更好。在理论上，我们甚至可以做到完全修复而使自己永生。但我们没有，这是因为以狩猎、采集为生的祖先直接面临饥饿的威胁，完全修复要消耗太多能量，不值得机体那么做，因此在很久以前动物就进化出了衰老的过程。在自然选择的压力下，为了最好地利用稀缺的能量资源，我们选择把能量优先供给繁衍和发育，而不是维持永生。我们的基因把机体当作一个临时载体，只须保证它能够生长和繁衍就够了，特别是在意外死亡几率很高的远古时代，不值得花更多能量去维持它长生不老。换句话说，基因是不死的，但肉体可以用新的来代替。进化中的物种就像生产大衣、汽车、日用品的工厂，必须对资源配置进行权衡。如果在一段可以预期的时间内，环境很可能给机体带来死亡，那么机体就完全没有必要为了无限期存活而耗费大量能源。为了使物种得以延续，基因组只须保持机体健康，在死亡时间到来之前成功繁殖即可。

实验结果也证明，寿命长的动物机体的维持和修复系统，都强于短寿命动物。寿命长的动物也更聪明，或者个体更强壮，或者像鸟和蝙蝠进化出翅膀一样能够获得更安全的生活环境。如果你能够通过更聪明、更强壮的体格或者飞翔能力避开环境中的有害因素，那么肉体的存在就相对更有价值，也就值得提供更多的能量去自我修复。

神奇“开关”端粒酶

为了在实验中使老龄小鼠重获青春，研究小组瞄准了端粒酶。这种蛋白质为人所知的是它在保持年轻状态上发挥着重要作用。事实上，细胞每次分裂时，其包含基因DNA的染色体都会受到损伤。细胞每分裂一次，作为保护罩的染色体顶端的端粒就缩短一次，当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂了。这时细胞也就到了普遍认为的分裂极限并开始凋亡。而端粒酶则是一种修复蛋白质，它会在细胞每次分裂时将染色体端粒拉长，从而阻止其衰老进程。不过，人一旦上了年纪，生成的端粒酶数量便会减少，细胞衰老速度也就随之加快。

起初，研究小组想弄清楚的是，如果让已经缩短的端粒重新变长，是否能够阻止或延缓衰老？换言之，激活老龄个体修复蛋白质的活性会起到什么作用？为此，科研人员采用了精细的基因操作技术，培养出可以根据需要“开关”端粒酶活性的小鼠。接着，研究小组制造出一种可以被结合在胞质蛋白上的带“把手”的端粒酶，并将其隔离在细胞核之外，远离染色体，因而也就无法对染色体端粒进行修复。可是，如果存在某种物质，“把手”就会改变形状，将端粒酶释放出来，并使其移至胞核内去延长端粒的长度。由于实验小鼠的端粒酶完全失去了活性，使小鼠衰老速度加快，生殖力下降，患上早发性骨质疏松、糖尿病和脑神经变性等疾病。这时，如果为这些老龄小鼠注射一种雌激素受体拮抗剂，便能激活端粒酶，修复被时间侵蚀的端粒。实验结果令科研人员都意想不到的成功：被激活的端粒酶竟然产生了使小鼠返老还童的奇效！

当时，研究小组只是预计老龄小鼠的衰老状态会稳定下来，却完全没有料到在短短4周的时间里就观察到小鼠的衰老过程发生了惊人的逆转。注射前，老龄小鼠的皮肤、大脑、内脏和其他器官与一个80岁的老人相似。注射4周后，小鼠体内长出了许多新的细胞，重新焕发活力。时至今日，玛丽拉对此仍甚感惊讶。小鼠的大脑体积增大、功能恢复，肠和肝脏的可见退化现象减少。印象最深的是对大脑的影响。注射之前，老龄小鼠由于衰老加速，其脑容量仅为成年小鼠的75%。通过注射雌激素受体拮抗剂激活端粒酶后，老龄小鼠的脑容量达到了正常脑容量的87%！研究小组从中看到了运用这种方法来修复由神经变性疾病所引起的脑损伤的希望。

揭开谜团 还需时日

不过，科学界对这些研究工作所采取的方法持有异议，因为“逆生长”发生在被人为老化的长期缺乏端粒酶的小鼠身上。再则，研究小组仅仅关注了端粒缩短这一个衰老因素，却无视其他数十种衰老现象，特别是氧化应激（释放自由基），因为它也是正常个体不可避免的衰老论据。除了端粒的长度，这些现象又将发生怎样的变化呢？到目前为止，还一无所知。尽管如此，这些成果还是令人惊叹。端粒酶恢复活性后，神经系统的再生能力令人吃惊。那么，有朝一日人类能否返老还童呢？也许可以做到，但存在着一个很大的隐患，因为端粒酶活性增强与多种癌症相关。一旦癌细胞被激活，便会无限增殖。由于实验时间不长，哈佛医学院研究小组到目前还没有观察到返老还童的小鼠是否会患上癌症。

不管怎么说，这项研究成果已经激起科研人员的浓厚兴趣。人们热切希望了解到，通过长时间内重新激活端粒酶，是否会完全消除衰老效应。人类返老还童的相关机制可能比单纯的染色体变长更为复杂，因为端粒酶不单作用于端粒，还会对其他分子现象进行调节，其中一些涉及到干细胞，这或许能够部分地解释研究小组的所观。endprint