人类对长生不老的追求已经持续了数个世纪。从寻找传说中的哲人之石,这种能赋予永生的炼金术物质,到硅谷最富有的科技巨头们日益疯狂的自我实验,对永恒青春的迷恋依然强烈。但最新的科学发展能为延长寿命甚至逆转衰老带来哪些希望呢?
诺贝尔奖获得者、结构生物学家Venki Ramakrishnan教授出版了一本名为《我们为何会死:衰老的新科学与不死的追求》的书,该书入围了2024年皇家学会特里维迪科学图书奖。在书中,他解释了最新的科学理解,揭示了我们为什么会衰老以及如何可能防止衰老。他探讨了延长寿命的前沿努力,并提出了关于死亡、衰老以及如何增加我们长寿、健康和充实生活的可能性的深刻问题。
“我写这本书是因为这是一个重大的存在主义问题:我们为什么衰老和死亡?”Ramakrishnan教授说,他在剑桥的MRC分子生物学实验室结构研究部门领导一个实验室。“据我所知,我们可能是唯一意识到这一点的物种。自我们意识到死亡以来,这影响了人类的思想。各种宗教对死后会发生什么有不同的看法,都认为这是某种过渡而非最终的终结。但在我们存在的大部分时间里,对此无能为力。只是在过去50年中,分子生物学在理解衰老的分子机制方面取得了巨大进展,这些损伤的积累最终导致死亡。”
“我们活着的时候,大多数细胞都在不断死亡。我们每个人体内每时每刻都有数百万细胞在死亡,其中一些实际上是自然生物学的一部分,是必需的。同时,当我们死亡时,大多数细胞仍然活着。这就是为什么你可以捐赠器官,它们可以在别人体内继续存活。因此,衰老和死亡是一个奇特的现象。”Ramakrishnan教授补充道。
另一个写书的原因是,随着我们寿命的延长和年龄的增长,发达国家如英国、日本、韩国和许多欧洲大陆国家的生育率正在下降。“要维持稳定的人口,唯一的办法就是移民。”他说。老龄化人口引发了如何让老年人保持健康的问题。“对于许多老年疾病来说,最大的风险因素就是年龄本身,如糖尿病、癌症、心脏病、痴呆症等。这些疾病在老年人中更为常见,因此迫切需要理解并尝试做一些关于健康老龄化的研究。”Ramakrishnan教授说。
同时,他对围绕抗衰老的伪科学和补充剂行业的兴起表示担忧。“这已经产生了大量的炒作。人们出售各种补充剂,声称我们都能活到100岁甚至150岁。我认为,由一个没有利益冲突或任何产品销售动机的人来仔细审视这一切,并说出我认为正在发生的事情,是件好事。”然而,他知道有两位诺贝尔奖得主因为其有前景的研究结果而服用某种特定补充剂。
为什么我们会衰老和死亡并不像乍看之下那么简单。“我开始写这本书时对进化论有些天真。”Ramakrishnan教授说。“我们的寿命各不相同。像蜉蝣这样的昆虫只能活一天,蝴蝶可能几周。而在另一端,有些物种可以活几百年。我以为这意味着衰老是程序化的,每个物种都被设定在某个时间点死亡,这样可以让后代取代它们,从而推动进化。”但实际上,这个想法有些幼稚。事实证明,进化并不关心你活多久。进化选择的是一个平衡,优化的不是寿命,而是适应度,即传递基因的能力。所以,如果你是一种很可能很快被吃掉、饿死或旱死的动物,那么进化不会选择一种能让你长期保持健康的代谢,因为你不会活太久。
他解释说,对老鼠这种有很多天敌的动物来说,快速生长和大量繁殖是有利的,即使它们早死也没关系。但每个物种的选择都是不同的,有一个“大致与体型和代谢有关”的规律。“一般来说,体型越大,寿命越长。”他说,尽管他也承认有例外。另一个普遍的规律是,“代谢越快,寿命越短”。因此,许多长寿的动物代谢较慢。
另一个“惊喜”是,衰老不仅仅是磨损。“物种的寿命差异很大,而我们都是由相同的材料构成的:DNA、脂质和蛋白质。我们不断修复磨损,否则我们活不了多久。这些过程在不同物种中有所不同,因此有许多方法可以理解实际上是什么在衰退。”他说。
衰老的真正原因
衰老似乎与体内衰老细胞的数量有关。衰老细胞是指那些已经老化且停止分裂但尚未死亡的细胞。它们可以在全身组织中积累,并释放有害物质,引起炎症并损害附近的健康细胞。
Ramakrishnan教授解释说:“我们的DNA会积累变化和损伤,导致衰老;这被称为端粒缩短,结果是细胞变得衰老,不再正常工作,无法分裂,反而分泌炎症化合物。在年轻时,这对身体是有益的,因为它是对感染或伤口等压力的反应,信号表明我受损了,因此不会继续分裂,因为那会带来更多问题,而是向免疫系统发出信号来修复损伤。但随着年龄的增长,这些细胞以更高的频率老化并成为衰老细胞,同时,我们的免疫系统清除它们的能力也变差了。”
最新研究
抗衰老研究着眼于如何减缓这一过程。事实证明,有几种治疗方法可能有助于延缓患者的衰老。
“一旦细胞变得衰老,就很难恢复。”他说。但一个新兴的衰老研究领域称为“senolytics”,探索如何杀死衰老细胞,使它们不再引起炎症和其他问题。“这在动物身上显示出非常有希望的结果。”Ramakrishnan教授说。“问题是,你能安全地做到这一点吗?目前有一些临床试验正在使用细胞分析技术,看看它们是否能帮助人类条件。”
药物治疗
一个有前景的研究领域是一种模拟限制热量摄入效果的免疫抑制药物,已知限制热量摄入会影响寿命。
“人们发现,限制动物的热量摄入会使它在许多方面看起来更年轻,并改善许多衰老症状。”Ramakrishnan教授说。“限制热量摄入影响许多途径,但其中一些途径可以通过药物抑制,有些药物的效果类似于限制热量摄入——可能不完全相同,但相似,其中之一是雷帕霉素。但当然,雷帕霉素也是一种免疫抑制药物。”
“它被用于移植受者,以防止免疫系统排斥移植器官。当然,如果你抑制免疫系统,你更容易感染。如果你受伤,伤口愈合会很困难。它还有许多其他副作用。因此,在没有适当试验的情况下给雷帕霉素并不是好主意。当然,支持雷帕霉素的人建议也许可以调整剂量,以获得好处而不产生副作用。或者可以找到类似雷帕霉素的化合物,也许是雷帕霉素的修饰物,具有好处而不产生副作用。这些都是人们正在研究的方向。”
他认为,这些药物是最有希望的治疗方法,可以更容易地推广到普通人群。“如果我要打赌短期的话,我认为这些模拟限制热量摄入的药物或破坏衰老细胞的药物——这些senolytics,我认为这两者是可扩展的。你可以通过药片服用,如果它们有效,可能会对大量人口有益。我认为这些药物在至少尝试进行人体试验方面也更进一步。”
年轻血液
早期对小鼠的一些有希望的实验表明,从年轻动物输血到年老动物可以带来抗衰老的好处。著名的是,亿万富翁科技高管Bryan Johnson开始接受儿子的血浆输血,希望开始逆龄生长。
“我相信他试了一段时间,感觉没有达到预期效果,所以停止了。他从儿子那里得到血液,然后又捐给父亲。所以这是一个三方传输。”Ramakrishnan教授说。“在小鼠身上确实有效。但最初的小鼠是物理连接的。因此,不清楚年轻小鼠是否有更好的器官来清洁血液,只是进行了某种清洁活动,还是有其他因素。然后他们给未连接的小鼠输注年轻血液或老年血液,其中一个实验表明,老年血液对年轻小鼠造成的伤害大于年轻血液对老年小鼠的好处。”
“无可争议的是,年轻血液和老年血液之间存在差异。因此,人们正在研究年轻血液中的有益因素。这是一个正在进行的研究领域,但作为延长寿命的方法,我认为它不会马上非常有用。然而,我认为这方面的研究可能会带来一些非常有趣的成果。”
再生医学
目前正在取得重大进展的一个研究领域是细胞重编程。“这是一个非常具有挑战性但也非常令人兴奋的领域。”Ramakrishnan教授说。“这是再生医学这一广泛领域的组成部分之一,你可以诱导通常不会被替换的组织再生能力。例如,心肌很少被替换,但如果能够恢复受损的心肌,那将是一个重大突破。”
“对我来说,一个特别关心的领域是软骨。如果能够恢复关节中的软骨,我们可能可以帮助治疗骨关节炎。随着年龄的增长,关节疼痛是非常常见的症状。或者如果你是男性,像我一样,希望头上多些头发——那将是一个十亿美元的市场。因此,这是一个广泛的再生医学领域。我认为抗衰老只是其中的一个特殊案例。”
通常情况下,细胞按一个方向发展。也就是说,它们从受精卵开始,逐渐变得更加专门化,最终形成这些专门的干细胞,负责生成所有组织,但最终的组织细胞不能倒退成为干细胞。随着年龄的增长,我们体内的干细胞数量减少,干细胞的质量也在下降。因此,我们再生组织的能力减弱。这就是为什么如果我从自行车上摔下来,膝盖瘀青,我的孙子从自行车上摔下来,他的恢复速度是我的十倍。
他解释说,剑桥生物学家John Gurdon在青蛙身上进行的一项实验表明,可以通过将成年细胞“欺骗”成几乎像受精卵一样,克隆出整个新的青蛙。“自那以后,日本干细胞研究员、诺贝尔奖得主Shinya Yamanaka发现,当激活时,可以从成年小鼠的皮肤细胞中重新编程出不成熟的干细胞,这些干细胞可以成长为体内的不同类型的细胞。”Ramakrishnan教授说。“他展示了可以引入四种因子,使任何完全成年的细胞倒退发育,变成早期的干细胞,从而可以生成任何类型的组织。”这可能用于逆转衰老的迹象和症状。
“这不是一个容易适用于人类的方法,”他解释说,“但这是一个非常令人兴奋的领域。”然而,任何治疗都需要复杂的程序,不会像“吃一颗药丸”那样简单。并且可能伴随癌症的风险。“尽管如此,这是少数几个不仅有望减缓衰老,而且有可能逆转某些衰老迹象的方法之一。”他说。
有哪些值得服用的抗衰老补充剂?
Ramakrishnan教授说:“有些人支持一种名为NAD前体的补充剂。NAD是我们从维生素B3合成的一种化合物,是一种非常重要的化合物,因为它在许多化学反应中都是必需的。”
“这个想法是,随着年龄的增长,我们制造这种化合物的能力下降,因此这种化合物的水平变得不理想。因此,可以服用一些补充剂,这些补充剂可以作为身体制造NAD的起始材料。”
“如果给老年小鼠服用,它们似乎有一些好处,但对人类的好处有多大,以及如果长期服用会发生什么,我认为还需要进一步研究。”虽然他自己不服用这种补充剂,但Ramakrishnan教授说:“我实际上认识两位诺贝尔奖得主,包括剑桥的一位,他们在服用。”
他推荐什么来延缓衰老?简单的答案是良好的睡眠、饮食和锻炼。“我在书中说,这可能是保持老年健康最有效的方法。”他解释道。“我建议进行有氧运动以获得心血管益处,但也要进行负重运动,如阻力训练,以增强力量,防止肌肉流失,这是随着年龄增长的一个问题,这也有其他好处。例如,压力是一个问题,会加速衰老。这些事情也会改善你的压力水平。”
“我也服用药物。例如,这些措施对胆固醇和高血压也很有效。然而,我的指标一直在上升,所以我最终开始服用降压药和他汀类药物。”“你可以认为这些是抗衰老药物,因为它们使我保持健康,减少了中风或心脏病发作的可能性。”“我每天还服用半片维生素。我可能不需要,但这只是心理上的安慰。当我旅行时,不一定能吃得很好。所以,心理上,这给了我一些信心。”
2024年10月24日将宣布皇家学会特里维迪科学图书奖的获奖者。
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