人生4000周,还能延长吗?

原理大探索 2024-01-17 05:43:13

人类的寿命,正比以往任何时候都更长。但长寿并不意味着身体健康,因为寿限(我们生活的年数)与健康寿命(我们健康生活的年数)之间是存在差异的。从60岁开始,至少有一半的人会开始患上与衰老相关的疾病。一旦出现一个,更多的就会随之而来。

4000个点代表人类平均寿命4000周。但并不是每周都是一样的,人类患有癌症、关节炎、痴呆和中风等疾病的风险,将随着年龄的增长而增加。从左上角到右下角的颜色变化体现了这一点。(图/Alex Cagan)

为什么会衰老?

衰老是我们每个人都要面对的事实,它几乎影响着每一个生物个体。如果我们想要减缓衰老,甚至预防衰老造成的影响,第一步要做的就是了解为什么会衰老。

随着年龄的增长,我们的身体会经历许多生物变化,但目前还不清楚哪些是由衰老导致的,哪些是真正导致衰老的原因。

一个被普遍接受的观点是,我们DNA中逐渐积累的突变,是导致衰老的一个潜在因素。细胞的一些常规过程会使我们的DNA不断受到损伤。有时,错误发生在DNA被修复时,有时发生在细胞被复制时。吸烟、来自太阳的紫外线、污染物等外部因素,也会对DNA造成损害。DNA为身体功能提供指令,随着突变的逐渐增多,就有可能导致疾病和一些显而易见的衰老特征。

剑桥大学的遗传学家Alex Cagan试图通过比较长命物种和短命物种的DNA突变过程,来揭开一些物种为何能活如此之久的奥秘。他说:“从寿命约为3岁的小鼠,到寿命约为80岁的人类,我们研究过的所有物种在生命结束时,都积累了类似数量的DNA突变。这表明,生物在可以积累多少突变方面存在进化约束。”

小鼠能活三年左右,弓头鲸能活200多年。(图/Alex Cagan)

他计划探索那些寿限很长的动物,比如鲸鱼、象,看看它们是否进化出了比人类更好的修复DNA损伤的能力。如果能了解到在它们的细胞里发生了什么,也许就能把这个过程转移到人类身上。

患癌风险

裸鼹鼠是一种特别有意思的长命物种,它们的体型和小鼠一般大。如果根据体型的大小来看,人们预测它们的期望寿命应该在3到5年之间,但它们实际上却能活30多年。不仅如此,裸鼹鼠还能健康地老去,而且似乎对癌症免疫。

裸鼹鼠是种哺乳动物,它们与人类的亲缘关系,比一些已知的其他长命物种(比如某些鸟类)更密切。因此,剑桥大学的药理学家Ewan St. John Smith就在实验室培养了5群裸鼹鼠以供研究。

St. John Smith认为,要理解衰老的谜题,对裸鼹鼠的极端生物学和超长的健康寿命展开研究,可以收获很多关键信息。他说:“衰老是大多数癌症的主要风险因素,随着时间的推移,我们的细胞会积累突变,所以我们活得越久,患癌症的可能性就越大。我们正试图了解是什么使裸鼹鼠具有抗癌能力,并希望它能帮助我们预防癌症,或者更有效地治疗人类癌症。”

患痴呆风险

除了癌症之外,神经退行性疾病是另一类与衰老相关的疾病,阿尔茨海默病和帕金森病就是其中的典型例子。一直以来,DNA突变被认为也在一些中神经退行性疾病中发挥了作用。

在脑中,蛋白质的错误折叠并形成团块(聚集体)是多种痴呆症的标志。人体有识别错误折叠的蛋白质并清除它们的系统,随着年龄的增长,可以清除蛋白质聚集体的系统开始运作不良,导致越来越多的聚集体产生。

就人类的寿限而言,一个蛋白质与邻近的蛋白质碰撞并形成第一个团块需要一段时间,但这种情况一旦出现,团块就能越来越容易地变得更大。剑桥大学的药理学家Janet Kumita正试图研究年轻的身体是如何处理蛋白质聚集体的。她想知道,是否能让这些机制在老年时也发挥作用,进而让身体保持健康。

理论上,如果能靶向错误折叠的蛋白质,就可以在它们造成问题之前把它们清除掉。此外,Kumita开始研究在脑中形成的特定的蛋白质聚集体(有许多不同的结构和大小),并正在测试靶向和破坏它们的方法。

她已经从试管研究中学到了很多,现在,她希望能了解这个过程是如何在人体细胞内进行的,这就让裸鼹鼠有了用武之地:它们的脑在一生中几乎都是健康的。很少有证据表明裸鼹鼠会形成蛋白质聚集体或患上神经退行性疾病。Kumita希望,通过观察裸鼹鼠的细胞中发生了什么,可以找到人类细胞出现问题的线索,进而预防这些疾病。

重返年轻

剑桥大学的细胞生物学家Delphine Larrieu试图从一个不同的角度来理解衰老,那就是研究早老症。早老症是一种非常罕见的疾病。患有早老症的人在几岁时就开始出现衰老的迹象,到14岁时,他们的身体就会像80岁的老人一样,皮肤布满皱纹,关节僵硬。最终,他们通常会因心血管疾病而过早死亡。

早老症是由会对核被膜的结构造成影响的突变引起的,核被膜是人体细胞的重要组成部分,它具有众多功能,保护DNA免受损伤就是其中一项。核被膜功能障碍在一定程度上也发生在正常衰老过程中。因此,80~90岁老人的一些细胞看起来与早老症患者的细胞相似。

Larrieu试图探索这背后的机制是否相同,从而为早老症患者找到新的治疗方法,同时也能更多地了解正常衰老过程中所发生的事。她认为,与其一个接一个地解决与衰老相关的疾病,不如让细胞恢复到更年轻的功能状态,这样可以同时延缓所有相关疾病的出现。

在一项突破性的研究中,Larrieu发现了一些基因,当这些基因从细胞中被“敲除”时,会导致核被膜的结构和功能得到改善。这是使细胞恢复活力的一种形式,它具有惊人的潜力。

其实,大约在15年前,人们一直认为细胞只有一条“单行线”可走,那就是迈向衰老。直到诺贝尔奖得主山中伸弥(Shinya Yamanaka)发现,在细胞重编程的过程中,细胞也可以朝着相反的方向发展。

细胞重编程已经在小鼠身上被证明有效:年老的小鼠可以重新变得年轻、健康、充满活力。令人兴奋的是,后续的研究表明,这也适用于患有早老症的小鼠。但在这项技术应用于人类之前,还有许多工作需要做,因为科学家并不完全了解在分子水平上发生了什么。

健康长寿

到目前为止,没有人知道是否可以在不延长寿限的情况下延长健康寿命。

文中所提到的这几位剑桥大学的研究人员都表示,他们的目标并非找到一种长生不老的方法,而是试图推迟与衰老相关的疾病出现,这样人们就可以尽可能长时间地健康生活。

从出生的那一刻起,我们每个人的时序年龄就开始以同样的速度流逝,而我们的生物学年龄可能完全不同,我们的身体实际上可能比我们想象的要年轻得多,也可能要老得多。

几十年的公共卫生研究表明,要想长寿,我们不应该吸烟,不应该酗酒,应该饮食健康,经常锻炼。近年来的研究结果也表明,选择正确的生活方式实际上可以逆转我们的生物学年龄。这样的研究或许能带来新的医疗干预措施,从而帮助我们更好地对抗衰老带来的不良后果。

参考来源:

https://www.cam.ac.uk/stories/reverse-age-and-extend-health

封面图&首图:Alex Cagan

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