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科学能否让青春永驻

发布时间:2021-01-05 11:38:13 阅读: 来源:高速卷帘门厂家

科学能否让青春永驻

不久前,美国生物学家辛西娅·凯尼恩的实验室里发生了意想不到的事:只有14天寿命的线虫,存活了84天,竟然还在培养器皿里悠游自在地蠕动。让这些线虫摆脱死亡厄运的是它们身上罕见的基因——daf-2。根据辛西娅·凯尼恩推断,daf-2基因也可能影响人类的寿命。想象一下,人类也能抵抗衰老,寿命延长到6倍。甚至……更多? 衰老从细胞开始 物理学家说,任何事物,无论是人类还是一块石头,最终都会分解消亡,这符合热力学第二定律——在有限空间和时间内,一切和热运动有关的物理、化学过程都不可逆。 生物学家说,衰老从细胞开始。他们早就发现一件有趣的事实:每种细胞的寿命都有限度。即便是人工培养、在最好的条件中生存的细胞,一旦接近这个限度,衰老和死亡就是既定命运。例如人体的成纤维细胞,最多只能繁殖50代,之后,便无法逃脱死神的亲吻。 能够进行分裂的细胞,在分裂之前都要先复制染色体,以保证形成的两个细胞各自分到一套完整染色体,从而让新产生的细胞能够正确制造生命必须的物质,比如蛋白质。但是由于DNA不能复制染色体最顶端部分——端粒,因此复制品比模版略短些。这通常不会引起问题,因为端粒只是一段假DNA链,大约含1000个无编码意义的碱基对,它的功能是保持染色体两端的稳定性。 然而,细胞每分裂一次,端粒就丢失一小段,约50~200碱基对。当端粒消耗殆尽以后,染色体就会失去稳定性,可能会粘在一起,还可能以异常的方式重新组合。这导致细胞无法正常生产生命物质,发生严重功能紊乱,趋向死亡。 但有些细胞却能获得“永生”——生殖细胞和癌细胞。在它们内部,会产生出一种活性物质——端粒酶。端粒酶能修复细胞分裂时发生在端粒部位的损伤,使伤口弥合,从而避免了细胞衰老、死亡的趋势。 细胞新陈代谢产生的自由基也会加速细胞衰老。自由基是异常活泼的带电分子或基团。它会氧化细胞中的物质,引起DNA损伤,损害细胞膜,使蛋白质、核酸等大分子交联,从而影响细胞的正常功能。 还有一些生物学家认为基因中存在着特定的程序,这个程序像时钟一样,生物总会按照这个时钟的控制步入生命的每个阶段——生长、发育、衰老和死亡。如果这个程序中的某个基因发生突变,那么生命的脚步也会发生改变,例如辛西娅·凯尼恩的线虫,就是触动了这个程序中的daf-2基因,才使它的生存时间,比预期寿命长了6倍。 预期寿命是难解之题 既然线虫都有14天的预期寿命,那么,人究竟能活到多老? 这个问题会让生物学家们蹙起眉头,因为衰老和死亡是一个错综复杂的过程,而探求这个过程,就像踏进了一座迷宫。至今,生物学家们还困在这个“迷宫”里,他们摸索、试探,有时候推开了一扇门,有时候又不得不退回来。 如果非要有一个答案,愁眉苦脸的生物学家们会说,依照目前所掌握的生物学规律,有一些方法可以推算人类的预期寿命。但所依据的规律不同,结果也不同。 在比较生物学领域,生物学家们对哺乳动物的寿命测算有两种观点:第一种认为,哺乳动物的寿命是生长期的5—7倍,据此来推算,人的生长期为20—25年,预计寿命可达100—175年;第二种认为,一般哺乳动物的寿命是性成熟期的8—10倍,人类的性成熟期为14—15年,寿命因此可达110—150年。 在细胞生物学领域,生物学家们发现,人体的成纤维细胞在体外分裂50次左右,细胞的端粒就会耗尽,细胞不再分裂,最终死亡。于是,“50次”被视为细胞分裂的极限,而细胞的分裂周期约为2.4年——据此推算,人类预期寿命可能为120岁左右。 除了这些推算方法,不同的生物学家从各自不同的研究领域出发,还有各式各样推算人类预期寿命的方法:以代谢率和个体大小为依据来计算,以脑发育情况来计算……然而,迄今为止,在预期寿命这个问题上,生物学家们的目光是游移的,无论是何种推算方式,都不能让他们拍着胸脯说:这就是最准确的方式。 长生不老是神话? 如果对人类预期寿命的回答不太能让人满意,再痴人说梦一般的追问人能不能长生不老,似乎有点冒险? 物理学家会对此嗤之以鼻:这完全不符合物理学定律。不过,这次生物学家们似乎没有让人失望:延缓衰老的试验正在进行。生物学家们发现,为了保持人体组织和器官能够正常工作,大多数年轻、健康的细胞都要不断进行分裂,但这些细胞最终会停止分裂并逐步丧失正常的功能,这就是细胞衰老。随着年龄渐长,这些衰老细胞堆积在体内,释放有害物质。尽管在老年人的身体中,衰老细胞仅占5%,甚至更少的比例,但它们产生的有害物质却造成了广泛的影响。 如此看来,延缓衰老有不同的途径可以选择:恢复细胞的分裂能力;将衰老细胞从人体清除;中和衰老细胞产生的有害物质。 生物学家们试图在这里取得突破,并已有一些成果。法国生物学家成功找到了可逆转衰老细胞的方法。在他们的实验室里,一个停止分裂的皮肤细胞,被放在试管中,加上了另外的基因片段,结果,这个取自74岁老人的衰老细胞恢复了活力,培植出来的细胞分裂增生能力和生命力都有提高。 美国生物学家则选择了另外一条路——他们发现了一种可以靶定并杀死衰老细胞的药物。这种药物被喂给年迈的老鼠,这些老鼠体内的衰老细胞被清除,尽管已经衰退的身体机能没有恢复,但阻止了衰老现象的进一步发展。 如果对这些回答还不满意,“长寿”线虫培养者——辛西娅·凯尼恩说:“科学家们可能会在未来15年内研制出使人长久保持青春活力的药物。”这真是个令人兴奋的答案,不过,无论是辛西娅·凯尼恩还是其他生物学家都非常清楚,这些研究还处于非常早期的阶段,所取得的成果只能为在“迷宫”中探索的人们指出一个可行的方向。本报记者詹媛 最新进展 法国:研究人员找到可成功逆转衰老细胞的方法。在试管实验中,将衰老细胞重组年轻化,让细胞重新分裂增生,找回生命力。 研究人员李默特瑞领导的研究团队成功将衰老细胞在试管中,重组为多功能潜能干细胞。经研究人员“年轻”处理后,细胞可重新分裂。根据报道,研究人员取自一名74岁人士的皮肤细胞,细胞已不再分裂增生,呈现衰老的现象。研究过程将细胞在试管中进行重组,除了传统上使用的4种转录基因(OCT4、SOX2、CMYC、KLF4),另再加入两种因子(NANOG、LIN28)。 李默特瑞说,细胞的年龄轨迹不见了,培植出来的多功能干细胞可用来增生各样功能性细胞,分裂增生力和生命都提高。 美国:为了保持人体正常工作,大多数年轻、健康的细胞都要不断进行分裂,但它们最终会停止分裂并被其他细胞取代。细胞衰老贯穿人的一生,随年龄渐长,人体将衰老细胞清除出体内的能力越来越弱,从而导致衰老细胞堆积。 研究人员首次发现,使用一种能够靶定并杀死衰老细胞的药物,基本上可以令衰老过程的某些方面出现停滞。科学家几十年来一直想知道,如果将衰老细胞从人体中彻底清除,或者将它们产生的有害物质加以中和,是否能制止衰老细胞造成的损害? 研究人员让上了年纪的老鼠用这种药,发现它们衰老细胞的清除并没能扭转已经发生的机能衰退,但阻止了进一步恶化。研究人员说,这种药物似乎对正常细胞没有影响,并且似乎没有对老鼠产生任何副作用。(乐乐编译)

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