曾有一種很流行的理論認(rèn)為,衰老和死亡是不可避免的,這就好比一輛汽車,只要開上路就一定會(huì)有磨損。甚至有人把物理學(xué)的熵增原理套用到生物界,認(rèn)為生命的熵值(即無序程度)一定會(huì)隨著年齡的增長而不斷增加,直至死亡。
但是,另有一部分人反對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)。他們認(rèn)為,如果我們不計(jì)成本地修車,哪兒壞就修哪兒,或者干脆不斷地更換新零件,那么這輛車就可以一直開下去。而熵增原理也是有退路的,那就是能量。熵增原理有個(gè)附加條件,即如果我們持續(xù)不斷地輸入能量,那么一個(gè)封閉系統(tǒng)的熵值可以永不增加。所以,生命起碼從理論上講是可以做到長生不老的,只要條件合適。
事實(shí)上,后來有人發(fā)現(xiàn),像細(xì)菌這樣的原核生物真的是永遠(yuǎn)不會(huì)衰老的。如果你為一群大腸桿菌提供充足的食物和穩(wěn)定的環(huán)境,那么它們可以一直存活下去。這個(gè)發(fā)現(xiàn)證明了一個(gè)觀點(diǎn),那就是衰老和死亡并不一定是生命的必經(jīng)之路。
但是,到目前為止,我們還沒有發(fā)現(xiàn)不會(huì)衰老的真核生物,所以,問題就變成到底是什么原因?qū)е铝苏婧思?xì)胞的衰老。
顧名思義,真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的最大區(qū)別就是前者有細(xì)胞核,后者沒有。真核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是藏在細(xì)胞核內(nèi)的,不太會(huì)和外界發(fā)生基因交流。原核細(xì)胞的遺傳物質(zhì)缺乏細(xì)胞核的保護(hù),更容易和周圍的細(xì)胞發(fā)生基因交換,所以,原核細(xì)胞的基因可以隨時(shí)更替,真核細(xì)胞則不行。
于是,有人構(gòu)想出了一個(gè)理論,即真核細(xì)胞之所以會(huì)衰老,原因在于有些基因具備多種功能,比如年輕時(shí)能提高生育能力,年老時(shí)則會(huì)導(dǎo)致衰老和死亡。但是,因?yàn)樽匀贿x擇只關(guān)心繁殖的效率,不關(guān)心壽命的長短,所以這樣的基因在進(jìn)化上的優(yōu)勢(shì)并不會(huì)因?yàn)樗鼈冊(cè)谏笃诘牧觿?shì)而受到影響。換句話說,帶有這類基因的個(gè)體在年輕時(shí)繁殖出了更多的后代,這一點(diǎn)足以讓這類基因成為主流。但當(dāng)攜帶這類基因的個(gè)體進(jìn)入中老年之后,這些基因會(huì)展現(xiàn)出不好的一面,導(dǎo)致個(gè)體衰老甚至死亡,但由于此時(shí)這些個(gè)體的繁殖任務(wù)已經(jīng)完成,自然選擇對(duì)它們毫無辦法。
人體內(nèi)真有這樣的基因嗎?答案是肯定的,比如編碼白細(xì)胞介素(IL)的基因。
IL 是一組具有免疫調(diào)節(jié)功能的細(xì)胞因子的統(tǒng)稱。人體內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過50 種白細(xì)胞介素,科學(xué)家們用數(shù)字將它們編了號(hào),比如IL-11 就是編號(hào)第11 位的白細(xì)胞介素。IL-11 與脂肪細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞和血小板的新生,以及破骨細(xì)胞的再生都有關(guān)系,缺乏IL-11 會(huì)影響嬰兒囟門的閉合,對(duì)牙齒和關(guān)節(jié)的發(fā)育也會(huì)造成負(fù)面影響。
杜克- 新加坡國立大學(xué)醫(yī)學(xué)院的斯圖亞特·庫克博士是研究IL-11 的專家,他的一位同事在研發(fā)IL-11 的檢測(cè)方法時(shí),無意中把一個(gè)來自老年小鼠的組織樣本放入了樣本庫,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這份樣本中的IL-11 水平出奇地高。這位專家沒有忽略這個(gè)結(jié)果,他又測(cè)試了另一批老年小鼠的組織樣本,證明IL-11 的水平確實(shí)會(huì)隨著年齡的增長而增加。
庫克知道這個(gè)結(jié)果后突發(fā)奇想,決定改變研究方向,看看IL-11 是否和衰老有關(guān)聯(lián)。他和同事們用遺傳工程的手段把小鼠體內(nèi)編碼IL-11 的基因敲除掉,結(jié)果證明體內(nèi)缺乏IL-11 的小鼠平均要比對(duì)照組多活25% 的時(shí)間。后續(xù)研究證明,這些小鼠更長壽的主要原因就是它們不怎么得癌癥了,而且它們罹患其他疾病的概率也降低了不少。
這個(gè)結(jié)果當(dāng)然很棒,但缺乏實(shí)用價(jià)值,于是庫克又做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),即用IL-11 抗體把小鼠體內(nèi)的IL-11 全部中和掉。研究人員選擇了25 周大的小鼠,大致相當(dāng)于55 歲的人類。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,IL-11抗體同樣可以把這些中年小鼠的壽命延長25% 左右,而且這些小鼠明顯比對(duì)照組更加年輕,也更有活力。相關(guān)論文發(fā)表在2024 年7 月11 日出版的《自然》雜志上。
論文作者猜測(cè),IL-11 之所以會(huì)加速小鼠的衰老進(jìn)程,原因在于它的促炎癥作用。眾所周知,炎癥反應(yīng)指的是機(jī)體為抵御病原體入侵而發(fā)生的一系列免疫反應(yīng),是人體最重要的防御機(jī)制之一。作為“促炎蛋白”,IL-11 對(duì)于年輕人當(dāng)然是有好處的。
當(dāng)一個(gè)人的年齡逐漸增加時(shí),體內(nèi)會(huì)積累越來越多的受損蛋白質(zhì),人體免疫系統(tǒng)會(huì)把這些異常的蛋白質(zhì)當(dāng)成入侵之?dāng)臣右怨?,這就是隨著年齡的增加,人體內(nèi)的炎癥反應(yīng)強(qiáng)度會(huì)越來越大的原因。問題在于,這類炎癥反應(yīng)攻擊的不是病原體,而是人體自身的細(xì)胞或者組織,這就會(huì)導(dǎo)致一系列來自內(nèi)部的傷害,其結(jié)果就是衰老。IL-11 的促炎功能在小鼠年輕時(shí)對(duì)健康有好處,但當(dāng)小鼠年齡變大時(shí),再促炎就相當(dāng)于自殺了。
這篇論文一經(jīng)發(fā)表,便引起了國際社會(huì)的廣泛關(guān)注,因?yàn)镮L-11 抗體已經(jīng)被作為一種治療肺組織纖維化的新藥進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段了。換句話說,IL-11 抗體的毒理實(shí)驗(yàn)已經(jīng)做完,被證明是安全的,這就省了很多步驟,加快了新藥研發(fā)的速度。
當(dāng)然,任何把延長壽命作為終極目標(biāo)的新藥研發(fā)都很困難,因?yàn)樵囼?yàn)者必須等待很長的時(shí)間才能看到結(jié)果。另外,這類藥物絕對(duì)不能有太過明顯的副作用,否則沒人會(huì)吃。前段時(shí)間風(fēng)靡一時(shí)的“長壽藥”雷帕霉素,就是因?yàn)榇嬖诒容^嚴(yán)重的副作用而迅速跌落神壇。
庫克認(rèn)為,雷帕霉素的最大問題在于,這種藥試圖延長人類的壽命, 而IL-11 抗體的目標(biāo)則是延長人類的健康壽命,兩者有著本質(zhì)的不同。更重要的是,IL-11 抗體的目的是讓人更健康,所以新藥試驗(yàn)不必等那么久,只要能夠證明人類服用這種藥物后身體機(jī)能出現(xiàn)好轉(zhuǎn)就可以了。比如,阻止了肌肉的流失,這是中年人身體機(jī)能下降的重要指標(biāo),很容易測(cè)量,不用等太久就能看到結(jié)果。
袁越
網(wǎng)名土摩托,1968 年生于上海,5 歲隨家人去北京生活。
1986 年進(jìn)入復(fù)旦大學(xué)生物工程系學(xué)習(xí)。
1992 年留學(xué)美國,獲生物學(xué)碩士學(xué)位。
1994 年至2004 年在美國從事生物技術(shù)研究。
2005 年初回到國內(nèi),擔(dān)任華納唱片公司歐西部經(jīng)理。
同年進(jìn)入《三聯(lián)生活周刊》,擔(dān)任特約撰稿人至今,負(fù)責(zé)撰寫科技報(bào)道、旅游與地理和“生命八卦”等欄目。