抗衰的新思路
作者: 袁越
曾有一种很流行的理论认为,衰老和死亡是不可避免的,这就好比一辆汽车,只要开上路就一定会有磨损。甚至有人把物理学的熵增原理套用到生物界,认为生命的熵值(即无序程度)一定会随着年龄的增长而不断增加,直至死亡。
但是,另有一部分人反对这个观点。他们认为,如果我们不计成本地修车,哪儿坏就修哪儿,或者干脆不断地更换新零件,那么这辆车就可以一直开下去。而熵增原理也是有退路的,那就是能量。熵增原理有个附加条件,即如果我们持续不断地输入能量,那么一个封闭系统的熵值可以永不增加。所以,生命起码从理论上讲是可以做到长生不老的,只要条件合适。
事实上,后来有人发现,像细菌这样的原核生物真的是永远不会衰老的。如果你为一群大肠杆菌提供充足的食物和稳定的环境,那么它们可以一直存活下去。这个发现证明了一个观点,那就是衰老和死亡并不一定是生命的必经之路。
但是,到目前为止,我们还没有发现不会衰老的真核生物,所以,问题就变成到底是什么原因导致了真核细胞的衰老。
顾名思义,真核细胞和原核细胞的最大区别就是前者有细胞核,后者没有。真核细胞的遗传物质是藏在细胞核内的,不太会和外界发生基因交流。原核细胞的遗传物质缺乏细胞核的保护,更容易和周围的细胞发生基因交换,所以,原核细胞的基因可以随时更替,真核细胞则不行。
于是,有人构想出了一个理论,即真核细胞之所以会衰老,原因在于有些基因具备多种功能,比如年轻时能提高生育能力,年老时则会导致衰老和死亡。但是,因为自然选择只关心繁殖的效率,不关心寿命的长短,所以这样的基因在进化上的优势并不会因为它们在生命后期的劣势而受到影响。换句话说,带有这类基因的个体在年轻时繁殖出了更多的后代,这一点足以让这类基因成为主流。但当携带这类基因的个体进入中老年之后,这些基因会展现出不好的一面,导致个体衰老甚至死亡,但由于此时这些个体的繁殖任务已经完成,自然选择对它们毫无办法。
人体内真有这样的基因吗?答案是肯定的,比如编码白细胞介素(IL)的基因。
IL 是一组具有免疫调节功能的细胞因子的统称。人体内已经发现超过50 种白细胞介素,科学家们用数字将它们编了号,比如IL-11 就是编号第11 位的白细胞介素。IL-11 与脂肪细胞、神经细胞和血小板的新生,以及破骨细胞的再生都有关系,缺乏IL-11 会影响婴儿囟门的闭合,对牙齿和关节的发育也会造成负面影响。
杜克- 新加坡国立大学医学院的斯图亚特·库克博士是研究IL-11 的专家,他的一位同事在研发IL-11 的检测方法时,无意中把一个来自老年小鼠的组织样本放入了样本库,结果发现这份样本中的IL-11 水平出奇地高。这位专家没有忽略这个结果,他又测试了另一批老年小鼠的组织样本,证明IL-11 的水平确实会随着年龄的增长而增加。
库克知道这个结果后突发奇想,决定改变研究方向,看看IL-11 是否和衰老有关联。他和同事们用遗传工程的手段把小鼠体内编码IL-11 的基因敲除掉,结果证明体内缺乏IL-11 的小鼠平均要比对照组多活25% 的时间。后续研究证明,这些小鼠更长寿的主要原因就是它们不怎么得癌症了,而且它们罹患其他疾病的概率也降低了不少。
这个结果当然很棒,但缺乏实用价值,于是库克又做了一个实验,即用IL-11 抗体把小鼠体内的IL-11 全部中和掉。研究人员选择了25 周大的小鼠,大致相当于55 岁的人类。实验结果证明,IL-11抗体同样可以把这些中年小鼠的寿命延长25% 左右,而且这些小鼠明显比对照组更加年轻,也更有活力。相关论文发表在2024 年7 月11 日出版的《自然》杂志上。
论文作者猜测,IL-11 之所以会加速小鼠的衰老进程,原因在于它的促炎症作用。众所周知,炎症反应指的是机体为抵御病原体入侵而发生的一系列免疫反应,是人体最重要的防御机制之一。作为“促炎蛋白”,IL-11 对于年轻人当然是有好处的。

当一个人的年龄逐渐增加时,体内会积累越来越多的受损蛋白质,人体免疫系统会把这些异常的蛋白质当成入侵之敌加以攻击,这就是随着年龄的增加,人体内的炎症反应强度会越来越大的原因。问题在于,这类炎症反应攻击的不是病原体,而是人体自身的细胞或者组织,这就会导致一系列来自内部的伤害,其结果就是衰老。IL-11 的促炎功能在小鼠年轻时对健康有好处,但当小鼠年龄变大时,再促炎就相当于自杀了。
这篇论文一经发表,便引起了国际社会的广泛关注,因为IL-11 抗体已经被作为一种治疗肺组织纤维化的新药进入临床试验阶段了。换句话说,IL-11 抗体的毒理实验已经做完,被证明是安全的,这就省了很多步骤,加快了新药研发的速度。
当然,任何把延长寿命作为终极目标的新药研发都很困难,因为试验者必须等待很长的时间才能看到结果。另外,这类药物绝对不能有太过明显的副作用,否则没人会吃。前段时间风靡一时的“长寿药”雷帕霉素,就是因为存在比较严重的副作用而迅速跌落神坛。
库克认为,雷帕霉素的最大问题在于,这种药试图延长人类的寿命, 而IL-11 抗体的目标则是延长人类的健康寿命,两者有着本质的不同。更重要的是,IL-11 抗体的目的是让人更健康,所以新药试验不必等那么久,只要能够证明人类服用这种药物后身体机能出现好转就可以了。比如,阻止了肌肉的流失,这是中年人身体机能下降的重要指标,很容易测量,不用等太久就能看到结果。
袁越
网名土摩托,1968 年生于上海,5 岁随家人去北京生活。
1986 年进入复旦大学生物工程系学习。
1992 年留学美国,获生物学硕士学位。
1994 年至2004 年在美国从事生物技术研究。
2005 年初回到国内,担任华纳唱片公司欧西部经理。
同年进入《三联生活周刊》,担任特约撰稿人至今,负责撰写科技报道、旅游与地理和“生命八卦”等栏目。