高等动物也能返老还童?
文|袁越
就在30年前,衰老还被认为是所有生命都逃不过去的宿命,就像一辆汽车,只要开出去就会有磨损。但是,美国科学家于1988年发现了Age-1基因,可以把线虫的寿命提高60%,从此人类对于衰老的认识就发生了根本性的变化,很多人开始相信衰老是被基因控制的一种主动行为,生命完全可以替换衰老的细胞、组织或者器官,就像给一辆旧汽车换新零件一样。
后续研究发现,控制衰老进程的不是某几个特殊的基因,而是整个基因组的修饰方式。众所周知,年轻细胞和衰老细胞的基因组序列是完全一样的,差别就在于基因的表达方式不同,而控制基因表达方式的关键就是DNA双螺旋长链的修饰方式存在差异。
《奇怪的她》剧照
最常见的DNA修饰物就是甲基,因此DNA的甲基化模式就成了衰老的一个重要指标。加州大学洛杉矶分校(UCLA)遗传系教授史蒂夫·霍瓦茨(Steve Horvath)通过研究不同年龄细胞的DNA甲基化模式,发现了迄今为止最准的生物钟,任何一个细胞的真实年龄都可以根据这个生物钟估算出来。
接下来一个很自然的问题就是:有没有可能通过调整DNA生物钟,让细胞返老还童呢?
这个问题在2006年得到了部分解答。日本科学家山中伸弥找到了4个转录因子,可以通过调整DNA甲基化模式的方法让已经完全分化的细胞重新回到干细胞的状态。
不过,用这个方法让一个人返老还童是不可行的,因为一个成年人体内的每一个已分化的细胞都是有特定用途的,不可能让它们全都回到干细胞状态。于是,美国索尔克生物研究所的几位科学家于2016年尝试了一个新方法,只让这4个转录因子发挥几天的作用,然后将其关闭,希望它们能在延缓衰老的同时不会把所有体细胞都变成干细胞。这项实验获得了部分成功,实验小鼠确实变年轻了,但也更容易得癌症了。要知道,癌细胞本质上也是一种去分化的细胞,这4个转录因子早就被证明有可能诱发细胞癌变。
《重返20岁》剧照
哈佛大学遗传学家大卫·辛克莱尔(David Sinclair)看到了这篇论文,决定在此基础上做点改进。他通过检索发现,这4个转录因子当中的MYC能够导致癌症,而如果没有它的话,另外3个转录因子同样可以起作用,只是效率没那么高而已。于是他把MYC去掉,只用另外3个转录因子再做了一次实验,获得了成功。
这一次,辛克莱尔选中了小鼠的视神经系统。已知哺乳动物的神经系统很早就已发育成型,不可再生了,而青光眼就是因为视神经随年龄增长而老化,却又得不到更新而导致的。辛克莱尔及其同事们用另外3个转录因子在得了青光眼的小鼠身上做实验,发现小鼠的视网膜神经节细胞出现了再生的迹象,它们的青光眼症状也得到了极大的改善。
辛克莱尔将研究结果写成论文,发表在2020年12月2日出版的《自然》(Nature)杂志上。这是人类第一次成功地通过调节哺乳动物DNA的甲基化模式来逆转衰老,同时也没有诱发癌变。如果类似现象能够在其他组织或器官中重复的话,哺乳动物返老还童的梦想真的有可能实现。
《奇怪的她》剧照
已经有一家公司宣布和辛克莱尔合作,开始为临床试验做准备了。不过大家先别高兴得太早,因为抗衰老领域此前已经失败过太多次了,比如曾经红极一时的抗衰老神药白芦藜醇(Resveratrol)已经被证明是不管用的,而辛克莱尔正是白芦藜醇最大的幕后推手。
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