长生不老有关的那些生物研究

徐福携三千童男童女求仙问药,汉武帝派人出海找寻传说中的仙岛,明代万历皇帝沉迷修道炼丹,和神仙交流不理朝政。世上人心总是不足,这些人间帝王在享受至尊的地位之后,开始追求自己寿命的延长。

然而讽刺的是他们追求长生的举动也往往也成了他们英年早逝的原因——历史上多个皇帝都死于丹药中毒,唐朝有史可载的就有三个,明朝由于丹药引发的红丸案一直纠结到其覆亡,丹药的炼制过程掺杂了大量有毒化合物,对于人体摧残极大,重金属含量更是远远超出人体所能承受的极限。

长生不老有关的那些生物研究

受当时技术水平所限,古代的丹药炼制本意虽然是为了延长寿命,但大多是医人不成反害人,那么在科技水平更为发达的今天,科学家为了延长人类寿命,探究人体衰老的原因又做过哪些努力?

雷帕霉素

雷帕霉素最早只是一种冷门的药物,是一种从复活节岛上微生物提取出来的抗生素,上市之初却是作为一种免疫抑制剂给器官移植的患者服用,防止出现排异反应,后期研究发现雷帕霉素也能用于治疗一些肿瘤。

长生不老有关的那些生物研究

但是这种药的功能远不止于此,2009年的一项研究发现,雷帕霉素能够使小鼠的寿命延长9%到14%,这项研究由多个团队合作进行,雷帕霉素是一种首次被证明能帮助延长哺乳动物的生命周期的药物(Science,18 December 2009,p.1600)。

尽管雷帕霉素被证实对延长哺乳动物生命周期有帮助,其副作用也不容小视,前文提到过,雷帕霉素是一种免疫抑制剂,他能抑制人体的免疫反应,对于器官移植的病人来说确实能够减轻排异反应,但对正常人而言,免疫抑制剂增加了人体感染病原微生物的危险。

除此之外,雷帕霉素会抑制胰岛素的作用,从而增加人体患糖尿病的风险。因此,科学家一直在寻找雷帕霉素的类似物——一种有着雷帕霉素相似的功能和结构,却能避免其副作用的药物。

抑制RNA聚合酶III可延长寿命

RNA聚合酶III(RNA polymerase III, Pol III)存在于大多数动物细胞中。以前从未有人想过它会与衰老有什么联系,直到英国伦敦大学学院、肯特大学和荷兰格罗宁根大学的研究人员在实验中抑制了果蝇和线虫体内RNA聚合酶III的活性,这让果蝇和线虫的寿命平均延长了10%。

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研究人员发现抑制Pol III后对生物体的影响与前文提到的雷帕霉素的作用相当,此前,雷帕霉素已被证实可以延长哺乳动物小鼠的寿命。鉴于RNA聚合酶III在人体内也大量存在,因此,这一发现对于抗人类衰老的研究也有着相当的借鉴意义。

端粒

端粒是短的多重复的非转录序列(TTAGGG)及一些结合蛋白组成特殊结构,位于染色体顶端,是细胞衰老的时钟,细胞的分裂次数与端粒的长度有关,每分裂一次,细胞染色体中的端粒就会缩短一些。

细胞分裂的极限是由细胞学家海弗列克(Hayflick)发现的,在营养充分供给的情况下,细胞分裂次数约为50代,此后细胞停止分裂,真正地进入衰老期,细胞凋亡机制开始启动。此后研究表明在细胞进入衰老期之后,端粒长度比起非衰老细胞大大缩短,由此揭示了端粒与细胞衰老的关系。

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然而端粒的缩短却是可逆的,动物体内存在一种端粒酶,这种酶能够帮助修复缩短的端粒恢复正常,因此可以防止细胞衰老,但细胞凋亡是正常生物细胞生命周期的一部分,所以端粒酶在正常组织当中功能和活性是受到抑制,只有在癌细胞中,端粒酶活性才会异常的高,这也是癌细胞可以无限增殖的原因。

由于端粒酶和细胞衰老之间的联系,一些黑心商家将其作为抗衰老的保健品宣传,这里很负责任地告诉大家,细胞衰老和人体衰老之间有联系,但是无法对等,并且端粒酶的本质是蛋白,口服进入肠胃会直接被分解成氨基酸,起不到任何效果。且端粒酶与癌症发生有着直接的联系,存在相当大的风险。

结语

科学技术永远是一把双刃剑,多大的收益就有多大的风险,想要延长寿命,减少疾病,健康的生活方式才是根本,生物科学作为发展中的一门科学,并非万能,而是用来帮助揭示生命活动中的一个个奥秘,改善我们的生活。

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参考资料

1.Sharp Z D. Rapamycin fed late in life extends lifespan in genetically heterogeneous mice.[J]. Nature, 2009, 460(7253):392.

2.Danny Filer et al. RNA polymerase III limits longevity downstream of TORC1. Nature (2017). DOI: 10.1038/nature250

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