给衰老减速
什么是细胞衰老?
人只要上了60岁,就要开始担心心脏病和白内障等老年病。这些疾病产生的原因是细胞的修复能力下降,导致细胞持续积累损伤。随着年龄的增长,特别是进入老年后,细胞修复基因受损和变异的能力下降,染色体开始解体,一些细胞出现癌变,另一些衰老细胞开始“罢工”:免疫系统开始变得脆弱不堪,细胞能量仓库——线粒体也失修破损。除了这些“罢工”细胞,人体各个器官和组织充斥着蛋白质复合物等细胞垃圾,这些垃圾在老年人体内造成“炎性衰老”,比如:老年人的牙周炎、膀胱炎和关节炎等总是反复发作。
现在我们已经能够确定是哪些生化反应导致了衰老。当动物成长到性成熟后,身体就会逐渐失去战胜身体压力、维持身体内平衡的能力,这背后的原因是“细胞衰老机制”在作祟——一些受损细胞突然停止活动,等待被分解,这就是细胞衰老。老年人体内的衰老态细胞如果不被及时清理,越积越多就会伤害器官和组织。这些处于衰老态的细胞无法被修复,而且还会释放多种促炎症蛋白。只要人体组织中开始积累衰老态细胞,其周围组织就会开始病变。它们能造成许多人们熟悉的老年疾病:2型糖尿病、癌症、帕金森病、阿尔茨海默病、白内障、骨性关节炎、动脉粥样硬化……
衰老态细胞的危害有多严重呢?科学家曾经将衰老小鼠体内的衰老态细胞移植到幼年小鼠体内,结果幼年小鼠出现了迅速衰老的迹象,并患上了一些衰老小鼠才会患的疾病。反之,如果清除衰老小鼠体内的衰老态细胞,它们的健康状况会得到改善,好像返老还童一样。如果不同的老年病真的是由同一种机制引发的,那么只要攻破这一个难题,结果将是“一箭多雕”。
mTOR清除细胞垃圾
“限制热量摄入”一直是热门的抗衰老方案。科学家发现,“限制热量摄入”的背后机制是通过一种名为“哺乳动物雷帕霉素靶蛋白”(简称“mTOR”)的酶在起作用。mTOR能够调节细胞生长、分化等进程。很久以前,科学家就猜测mTOR可能是延缓细胞衰老的关键靶点。
mTOR是控制细胞合成蛋白质的开关,能帮你适应饥饿:当你进食时它被开启,细胞就生长:当你饥饿时它被关闭,细胞就开启细胞自噬进行维护和修复。细胞自噬通过分解、回收细胞内无法发挥正常作用的细胞器和磷脂等分子,为细胞更新和再生提供能量和材料,还能清除组织细胞中积累的垃圾,实现延缓衰老、甚至逆转衰老的效果。细胞自噬就好像细胞的垃圾处理、回收机制。通过动物实验,科学家发现随着动物衰老,mTOR开启的时间间隔也越来越长。
由此,科学家发现了多种能够抑制小鼠体内roTOR靶点的活性的药物,雷帕霉素只是其中一种。和许多其他“靶向抗衰老药物”一样,作用于mTOR的靶向药物正从动物试验转向治疗人类。
血液中蕴含令人年轻的秘密?
2007年,斯坦福大学干细胞生物学家托马斯·兰道发现,衰老小鼠的肌肉可以通过输入年轻小鼠的血液而年轻化。几年后,哈佛大学的艾米·维杰斯成功重现了实验,得到了同样的实验结果。而其他后续研究表明,输入年轻小鼠血液的老年小鼠的胰腺、肝脏和心脏也可以观察到类似的年轻化效果。
最振奋人心的消息是这种方法对大脑也有效果。斯坦福大学神经生物学家托尼·维斯科瑞的团队将老年小鼠和年轻小鼠的循环系统相连,让它们共享血液,这种实验模型被称为“连体共生”。衰老小鼠接触到年轻小鼠血液后,大脑中产生了新的神经元,突触活动也增加了。小鼠大脑和人类一样具有血脑屏障,照理说年轻小鼠的血细胞是无法进入衰老小鼠大脑内的。于是,维斯科瑞推测,一定是能够溶解于血浆的某些小分子在起作用。
血液中不仅有细胞,还有能在细胞之间、组织之间传递信息的信使分子——激素和类激素分子。维斯科瑞做过—个实验,他的团队收集了近300个年龄为20~89岁的健康人血液样本,并测量其中超过100种信使分子的水平。拿到分析结果后,研究人员首先注意到,在最年轻者和最年长者的血液样本中,半数信使分子水平有明显不同。帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病都和脑细胞衰老有关,延缓大脑衰老也有助于防止老年人脱离社交活动。
干细胞抗衰老效果如何?
骨折的婴儿只需要1个月左右就能恢复,成年人则需要2~3个月。差异背后是干细胞发挥了主要作用。干细胞是一类具有高度分化能力的体细胞,它们是我们身体重要的“修理工”。当人超过25岁后,身体中的干细胞开始逐渐休眠。
如果注入其他人的干细胞,可能会引起排异反应。你也可以从自己脂肪组织中提取一些干细胞,注射到面部。这样做的确能让你的脸更有弹性。而且,由于是你自己的干细胞,所以不会有排异反应。不过,这种做法基本上是拆东墙补西墙,并不能延缓整体衰老速度。
如果你的父母为你保存了婴儿时期的脐血干细胞,那就不一样了。这部分干细胞是一支“援军”,可以补充你体内的干细胞数量。如果没有保存脐血也不要失望。2006年,日本科学家山中伸弥发现体细胞可以被改造成“诱导性多能干细胞”(简称“iPS”),iPS拥有接近胚胎干细胞的分化能力。通过将体细胞诱导成iPS修复甚至培养器官,2型糖尿病、骨性关节炎、慢性肾脏病等老年高发病的治疗有望进入一个崭新时代。
现在抗衰老药物领域的形势看似充满生机,但冷静的科学家们知道前面的路还很长。一方面,虽然目前抗衰老这棵学术大树上开出了许多花朵,但很可能只有极少数能结果,也就是被证实安全、有效。另一方面,科学家担心一些药品公司没有耐心等待为期数年的临床试验阶段,过早推出抗衰老药品,这又会导致一系列医疗安全问题。尽管科学家已经发现mTOR抑制剂疗法的优越性,但我们还不清楚它的副作用和危害,贸然服用这类药物是很危险的。
大约每5000种试验室新药中,只有1种能够最终被推向市场。动物和人类的差异性是其中原因之一。在所有对小鼠有效的药物中,90%无法通过人类药物试验。即便是被证实对人类有效,也要经过一期、二期和三期临床试验。普通药物走向市场如此艰难,抗衰老药物从实验室到市场的道路也一样漫长。
(责任编辑王川)
作者:徐宁
来源:《大自然探索》