人類也能“逆生長”？

劉秀芳

就在100年前，世界人口的平均壽命比現在短30年左右。人類平均壽命在不斷延長，讓后來人不禁竊喜，這種趨勢要是一直持續(xù)下去，人就能長生不老了！

衰老是一個很復雜的問題，從分子到細胞再到器官，對人體的影響是全方位的。它還與多種形式的分子和細胞損傷有關。到底是什么在控制著衰老呢？許多科學家認為，導致衰老過程的原因，是體內逐步積累了大量被破壞的DNA，機體里的一些蛋白質出了問題。這個退化的過程意味著，我們壽命的長短，取決于細胞新?lián)p傷的速度以及修復這些損傷的效率之間的平衡。我們的機體在維持和修復細胞的機制上是非常高效的，這也是我們能活那么長時間的原因。但這些機制并非完美無缺，有些損傷長年累月一直未能修復，并逐漸積累起來。

我們之所以衰老，是因為我們的機體在不停地出錯。你很可能會問，我們的機體為什么不在修復功能上做得更好一些呢？實際上我們的確可以做得比現在更好。在理論上，我們甚至可以做到完全修復而使自己永生。但我們沒有，這是因為以狩獵、采集為生的祖先直接面臨饑餓的威脅，完全修復要消耗太多能量，不值得機體那么做，因此在很久以前動物就進化出了衰老的過程。在自然選擇的壓力下，為了最好地利用稀缺的能量資源，我們選擇把能量優(yōu)先供給繁衍和發(fā)育，而不是維持永生。我們的基因把機體當作一個臨時載體，只須保證它能夠生長和繁衍就夠了，特別是在意外死亡幾率很高的遠古時代，不值得花更多能量去維持它長生不老。換句話說，基因是不死的，但肉體可以用新的來代替。進化中的物種就像生產大衣、汽車、日用品的工廠，必須對資源配置進行權衡。如果在一段可以預期的時間內，環(huán)境很可能給機體帶來死亡，那么機體就完全沒有必要為了無限期存活而耗費大量能源。為了使物種得以延續(xù)，基因組只須保持機體健康，在死亡時間到來之前成功繁殖即可。

實驗結果也證明，壽命長的動物機體的維持和修復系統(tǒng)，都強于短壽命動物。壽命長的動物也更聰明，或者個體更強壯，或者像鳥和蝙蝠進化出翅膀一樣能夠獲得更安全的生活環(huán)境。如果你能夠通過更聰明、更強壯的體格或者飛翔能力避開環(huán)境中的有害因素，那么肉體的存在就相對更有價值，也就值得提供更多的能量去自我修復。

神奇“開關”端粒酶

為了在實驗中使老齡小鼠重獲青春，研究小組瞄準了端粒酶。這種蛋白質為人所知的是它在保持年輕狀態(tài)上發(fā)揮著重要作用。事實上，細胞每次分裂時，其包含基因DNA的染色體都會受到損傷。細胞每分裂一次，作為保護罩的染色體頂端的端粒就縮短一次，當端粒不能再縮短時，細胞就無法繼續(xù)分裂了。這時細胞也就到了普遍認為的分裂極限并開始凋亡。而端粒酶則是一種修復蛋白質，它會在細胞每次分裂時將染色體端粒拉長，從而阻止其衰老進程。不過，人一旦上了年紀，生成的端粒酶數量便會減少，細胞衰老速度也就隨之加快。

起初，研究小組想弄清楚的是，如果讓已經縮短的端粒重新變長，是否能夠阻止或延緩衰老？換言之，激活老齡個體修復蛋白質的活性會起到什么作用？為此，科研人員采用了精細的基因操作技術，培養(yǎng)出可以根據需要“開關”端粒酶活性的小鼠。接著，研究小組制造出一種可以被結合在胞質蛋白上的帶“把手”的端粒酶，并將其隔離在細胞核之外，遠離染色體，因而也就無法對染色體端粒進行修復。可是，如果存在某種物質，“把手”就會改變形狀，將端粒酶釋放出來，并使其移至胞核內去延長端粒的長度。由于實驗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，患上早發(fā)性骨質疏松、糖尿病和腦神經變性等疾病。這時，如果為這些老齡小鼠注射一種雌激素受體拮抗劑，便能激活端粒酶，修復被時間侵蝕的端粒。實驗結果令科研人員都意想不到的成功：被激活的端粒酶竟然產生了使小鼠返老還童的奇效！

當時，研究小組只是預計老齡小鼠的衰老狀態(tài)會穩(wěn)定下來，卻完全沒有料到在短短4周的時間里就觀察到小鼠的衰老過程發(fā)生了驚人的逆轉。注射前，老齡小鼠的皮膚、大腦、內臟和其他器官與一個80歲的老人相似。注射4周后，小鼠體內長出了許多新的細胞，重新煥發(fā)活力。時至今日，瑪麗拉對此仍甚感驚訝。小鼠的大腦體積增大、功能恢復，腸和肝臟的可見退化現象減少。印象最深的是對大腦的影響。注射之前，老齡小鼠由于衰老加速，其腦容量僅為成年小鼠的75%。通過注射雌激素受體拮抗劑激活端粒酶后，老齡小鼠的腦容量達到了正常腦容量的87%！研究小組從中看到了運用這種方法來修復由神經變性疾病所引起的腦損傷的希望。

揭開謎團 還需時日

不過，科學界對這些研究工作所采取的方法持有異議，因為“逆生長”發(fā)生在被人為老化的長期缺乏端粒酶的小鼠身上。再則，研究小組僅僅關注了端粒縮短這一個衰老因素，卻無視其他數十種衰老現象，特別是氧化應激（釋放自由基），因為它也是正常個體不可避免的衰老論據。除了端粒的長度，這些現象又將發(fā)生怎樣的變化呢？到目前為止，還一無所知。盡管如此，這些成果還是令人驚嘆。端粒酶恢復活性后，神經系統(tǒng)的再生能力令人吃驚。那么，有朝一日人類能否返老還童呢？也許可以做到，但存在著一個很大的隱患，因為端粒酶活性增強與多種癌癥相關。一旦癌細胞被激活，便會無限增殖。由于實驗時間不長，哈佛醫(yī)學院研究小組到目前還沒有觀察到返老還童的小鼠是否會患上癌癥。

不管怎么說，這項研究成果已經激起科研人員的濃厚興趣。人們熱切希望了解到，通過長時間內重新激活端粒酶，是否會完全消除衰老效應。人類返老還童的相關機制可能比單純的染色體變長更為復雜，因為端粒酶不單作用于端粒，還會對其他分子現象進行調節(jié)，其中一些涉及到干細胞，這或許能夠部分地解釋研究小組的所觀。endprint