换血延寿与僵尸细胞
作者: 袁越
年龄大一点的读者一定还记得一部名为《生死搏斗》的香港电影,讲的是一个年轻的救生员无意间救了一个因飞机失事落水的富翁,还给他输了自己的血,结果富翁返老还童了。原来,救生员的血液里含有某种长寿因子,但其功效只能维持很短的时间。于是,富翁绑架了救生员,想让他当自己的“血库”。结果当然是救生员奋勇搏斗,逃出虎口,富翁在郁闷中衰老而死。
电影的内容虽然是虚构的,但现实生活中还真有人对此进行了研究。著名的科学期刊《自然》杂志就在2005年刊登了一篇关于输血延寿的论文。
这篇论文的作者是当时还在美国斯坦福大学做博士后研究的迈克尔·康博伊和艾莉娜·康博伊。这对夫妻用小鼠做实验,证明了老年小鼠被输入年轻小鼠的血液后会变年轻。不过,两位科学家做这个实验的本意,绝不是为了证明电影中那个富翁的做法是对的,而是想通过这项研究看看衰老过程是否可以被逆转。此前很多人都认为衰老是物理现象,就像汽车开久了一定会磨损一样,根本无法避免。但这个换血研究却证明事实并非如此,只需输入一些年轻的血液就可以在一定程度上逆转这个过程了。这个实验从理论上证明长寿药的确是有可能被发明出来的,但这需要加大投入,从机理上搞清楚衰老的秘密。
实验的思路最初来自迈克尔·康博伊。他发现人体不同器官和组织的衰老速度都差不多,因此他设想一定有某种东西为这些器官和组织发信号,协调大家一起变老。动物体内最适合干这事的就是血液循环系统,所以他通过手术把一老一小两只小鼠的血管连在了一起,科学术语称之为异时共生。但这个做法显然太过复杂,对实验结果的解释空间也太大了,因此他通过不断地摸索尝试,将这个实验简化为一定比例的换血,结果证明这已经足够了。
普通人看到这个实验结果,肯定会想当然地认为年轻小鼠的血液里一定含有某种神奇的抗衰老因子。这个解释当然是有可能正确的,但康博伊夫妇比普通人多想了一层,认为还有一种可能性不容忽视,即老年小鼠血液中含有某种衰老因子,而换血过程只不过是将衰老因子稀释了而已。
康博伊夫妇设计了一系列实验,试图验证到底哪个假说才是正确的。这一系列研究一直持续到两人双双转投加州大学伯克利分校之后。研究结果证明第二种假说更有可能是正确答案,而老年小鼠血液中的衰老因子很可能存在于血浆之中。目前已有几家制药公司按照这个思路开始了临床试验,试图用新鲜的人造血浆替换老年人的血浆,看看有没有可能让他们返老还童。
值得注意的是,这项研究并没有违反伦理道德,因为血浆是人造的,不是从年轻人那里得来的。
与此同时,康博伊夫妇又开始了反向实验,看看年轻小鼠在接受了老年小鼠的血液后会发生怎样的变化。实验结果再次证明第二种假说是正确的,年轻小鼠只要从老年小鼠那里接收了相当于自身一半的血量,就会迅速变老。
接下来,两人又做了一个有趣的实验,证明老年小鼠血液里的衰老因子很可能与“衰老细胞”有关。所谓“衰老细胞”,指的是一种失去了分裂能力的活细胞,它们虽然在理论上还没死,但在很多方面都表现得像死细胞,因此很多人称其为僵尸细胞。科学家早就知道僵尸细胞的存在,也在人体内几乎所有的组织中都发现了它们的踪影,却一直不知道它们到底有何危害,直到2011 年《自然》杂志发表了一篇重磅论文,证明只要杀死小鼠体内的僵尸细胞,就可以让小鼠返老还童。
不用说,论文发表后引发了一股“杀僵尸热”,很快就有医药公司研发出了专门杀死僵尸细胞的“灭衰药”,试图将其打造成抗衰老药物。康博伊夫妇将服用过“灭衰药”的老年小鼠的血液输入年轻小鼠,后者没有出现衰老迹象,证明僵尸细胞很可能就是老年小鼠衰老的原因,相关论文发表在2022 年7 月28 日出版的《自然·新陈代谢》杂志上。
这篇论文进一步唤起了人们对“灭衰药”的热情,相关的临床实验正在紧锣密鼓地进行中。但这个领域一直有个难以解决的问题,那就是如何快速精准地鉴别僵尸细胞。因为它们理论上是活细胞,仍然在进行新陈代谢,所以科学家们只能通过一些特殊的生物标记物来鉴别它们。目前比较常用的生物标记物是一种名为P16的肿瘤抑制蛋白,凡是表面带有P16 蛋白的细胞都被认为是僵尸细胞。问题在于,P16 的含量非常低,传统的检测手段不够灵敏,很容易漏检,导致研究结果的可信度不高。
为了解决这个问题,美国加州大学旧金山分校的鹏田(音译)教授领导的一个研究小组发明了一种荧光蛋白,可以特异性地和P16 相结合,让所有表面带有P16 的细胞发出绿色的荧光,大大提高了检测的灵敏度。
科学家们用这个方法重新研究了小鼠肺组织内的僵尸细胞,发现这些细胞的数量远比此前估计的要多,而且几乎在小鼠刚出生不久就存在了。更重要的是,研究人员发现这些僵尸细胞并不像此前大家认为的那样只是一些尸位素餐者,而是积极地参与了肺组织的修复工作。
具体来说,研究人员先用一种化学方法破坏了小鼠的肺组织,然后发现伤口附近的僵尸细胞迅速开始分泌生长因子,把干细胞吸引到伤口周围参与修复工作。如果用“灭衰药”将肺组织内的僵尸细胞尽数杀死,修复工作就无法正常进行了。
进一步的研究发现,不仅是肺组织内的僵尸细胞参与了伤口修复工作,包括直肠、皮肤等几乎所有与外界环境直接接触的组织中均存在这一现象。平时这些僵尸细胞就生活在体内和体外之间的边界上,一方面阻止体外的有害化学物质进入体内,另一方面允许氧气自由进出。从这个意义上说,僵尸细胞实际上起到了哨兵的作用,他们虽然不能直接上战场杀敌,但没有它们肯定是不行的。
研究人员将实验结果写成论文,发表在2022 年10 月13 日出版的《科学》杂志上。这篇论文给方兴未艾的“灭衰药”浇了一瓢冷水,再次说明衰老过程可能包含很多我们尚未知晓的秘密。换句话说,起码在目前的情况下,要想通过某种简单的药物就能抑制衰老是不现实的,大家还是采用传统的方法延年益寿吧,比如控制饮食、不抽烟、少喝酒、适量运动等。