越老越“坏”的细胞
随着时间的流逝,皱纹会慢慢爬上我们的脸庞,银发会逐渐取代原本的乌发,清澈的瞳孔一点点变得浑浊……这些衰老表象背后实质是身体内部的细胞一批批衰老死去,直至再也没有新细胞诞生,生命走向尽头。这样看来,衰老的本质似乎是细胞衰老,如果将这些老细胞清除掉,我们能恢复青春吗?
乍听起来,这似乎是个好主意,但很长一段时间,科学家都对是否运用这个方法争论不休,因为在他们看来,衰老细胞实在忠奸难辨。的确,衰老细胞的恶行罄竹难书,它们可以释放大量化合物,这些化合物会产生有毒、发炎的环境,从而引发慢性疾病;它们也与糖尿病、中风、骨质疏松症和其他多种“老年病”密切相关。可是,要保持正常和健康,衰老细胞也是必不可少的。
胎儿出生前,通过B超图像,我们能明显看到他们与成人长相截然不同:手掌连成一个整体,看不到手指的存在;下肢尚未分离,双腿并成一条尾巴;五官模糊,脑袋尖细,整个人看起来就像一条美人鱼。随着时间推移,手掌渐渐张开,手指一根根出现;“尾巴”被分割开来,成为笔直的双腿;头脸也不再是一片平板,出现了凹凸不平的五官,胎儿长得越来越像“人”。之所以会出现这些变化,正是衰老细胞的功劳——将手掌、双腿连在一起的皮肤细胞逐渐衰老,衰老细胞产生的某些化合物会激活免疫细胞,免疫细胞就会逐渐吞噬这些衰老细胞,于是手掌和双腿就分离开来。
衰老细胞在成人身上也有特定作用,它们参与伤口愈合、帮助伤疤消失。当我们受伤时,随着血液干涸,伤口周围会出现疤痕,这是因为成纤维细胞堵住了伤口,让组织液不会再从伤口渗出。时间再久一些,疤痕会渐渐变淡甚至彻底消失,因为形成疤痕的成纤维细胞逐渐衰老,释放出既能促进组织修复又能召唤免疫细胞的化合物,免疫细胞将成纤维细胞吃掉,疤痕就消失了。
正因为衰老细胞也有重要作用,所以它们存在于生物体的不同时期,从腹中胎儿到垂暮老人,谁都无法摆脱衰老细胞。换句话说,衰老细胞的出现本身并不一定是个问题,真正的问题是它们在生物体内逗留的时间太长了,免疫细胞不能再像年轻时那样将衰老细胞及时清除。当衰老细胞在生物体内堆积时,其产生的化合物会损害邻近的健康组织细胞,衰老细胞就像班级里的捣蛋分子一样,会将周围的好细胞也“带坏”,最终引发导致机体衰老的连锁反应。
寻找清除衰老细胞的方法
既然年老的机体会逐渐丧失将衰老细胞及时清除的能力,那么用外力清除衰老细胞会不会有所帮助呢?
为了验证这个想法,美国生物学家达伦·贝克设计了一种杀死小鼠体内衰老细胞的方法。贝克对小鼠进行了基因改造,当它们的细胞开始衰老时,这些细胞就会对某种药物敏感。从小鼠一岁开始——这对小鼠来说大约相当于中年时期,研究人员就每周两次给小鼠注射药物。实验持续了数年,研究人员发现,与未接受药物注射的小鼠相比,实验小鼠的肾脏、心脏、肌肉和脂肪组织更健康,就连细胞癌变的时间也比前者更晚。
之后的一项研究更能体现清除衰老细胞对延缓衰老的意义:经过基因改造,贝克制造了一批老年痴呆的小鼠,这些小鼠随后接受了杀灭衰老细胞的治疗。结果显示,去除衰老细胞可以避免有毒蛋白质在小鼠大脑中积聚,帮助小鼠提高记忆力和专注力,这是通过它们记住新气味的能力来衡量的。
当然,科学家不能对老年人进行基因工程改造,让他们的衰老细胞对特定药物更敏感,因此科学家致力于寻找能够杀死衰老细胞同时又不影响其健康邻居的天然药物。经过一系列药物筛选实验,科学家找到了两种可能有效的药物:一种是抗癌药物达沙替尼,它具有促使衰老细胞自我毁灭的作用;另一种是槲皮素,一种天然抗氧化剂,同样有开启衰老细胞凋亡机制的作用。这一药物组合对延缓衰老作用显著。科学家将药物喂给20个月大的小鼠,发现药物提高了小鼠的行走速度和耐力,以及它们的握力。与未服用药物的小鼠相比,每隔一周吃一次药的两岁大的小鼠——相当于75至90岁的人类——寿命延长了约36%。
清除衰老细胞的意义
清除衰老细胞的实验也开始进行到人体阶段。2019年,美国科学家给14名患有肺纤维化疾病的老年人服用达沙替尼和槲皮素的联合药物。肺纤维化是一种致命的疾病,患者肺部充满了厚厚的疤痕组织,这些衰老的细胞无法被及时清除,导致患者必须依靠呼吸机维持呼吸,常见于60岁以上的人群。经过持续三周的药物治疗,患者能够摆脱呼吸机,步行一段时间。
清除衰老细胞还有更多价值,比如扩大可用移植器官的数量。捐赠器官的一大来源是自然老死者,但许多来自年长捐献者的器官最终只能被无奈废弃,因为被移植者对年老器官的排斥率高于年轻器官。当用达沙替尼和槲皮素进行预处理后,衰老的小鼠心脏恢复了活力,其功能与来自年轻供体的心脏一般无二。如果人类器官能有相似效果,我们就能获得更多可用于移植的器官。
还有更多原理相同的抗衰老药物正在被发现,比如一种被称为FOXO4肽的多肽药物。荷兰科学家通过基因改造制造了一种衰老速度更快的小鼠,与相同年龄的同伴相比,这些小鼠每天都无精打采、萎靡不振,毛发也比同龄小鼠更稀疏。研究人员给衰老小鼠进行了持续十个月的药物治疗,每周向它们注射三次FOXO4肽。十天后,一些脱发的小鼠重新长出了新的毛发,三周之后,小鼠们不再像之前一样成天趴着不动,而是开始四处走动并且探索它们的笼子,一个月后,这些小鼠的肾功能也得到了改善。
未来,我们能获得的抗衰老药物会越来越多,抗衰老研究走向了更加科学和有效的方向。
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