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在2001年底前召开的瑞士国际医学大会上,各国医学家对左右人类寿命基因的发现给予了高度评价,认为这一发现有可能开辟实现人类长寿的新途径。各国媒体都以明显的关注突出报道了一条新闻:麦克尔·罗兹博士发现了让人类“保持年轻的遗传基因”,并由此给人留下了人类永葆青春已成为现实的印象。健康和长寿是人类永远的追求,随着医学的发展,人类找到了许多看来可以获得长寿的线索。那么这一发现的意义是什么?人类抗衰老研究的现状又如何呢?
某种基因能延长寿命
美国加利福尼亚大学的麦克尔·罗兹博士在他进行的实验中活化了果蝇的某种遗传基因,使果蝇的寿命延长了三倍,达到130天。麦克尔·罗兹博士认为,这是由于随着年龄增长而受到损伤的细胞得到修复,从而延长了寿命,而细胞的修复者便是这种遗传基因。如果能搞清楚这种遗传基因是怎样修复损伤细胞的,那么把这种机理应用于人类细胞的修复也就成为可能了。这一发现能让人类从远古就有的梦想──长生不老成为现实吗?
医学研究告诉我们,人的年龄超过30岁衰老就开始了,痴呆、白发、白内障、骨质疏松、循环系统损害、高血压等都是衰老的症候。把疾患和意外事故包括在内,人类的平均寿命约为80岁。科学家认为,如果人类能避免上述疾患和意外,人类寿命的上限应当是130岁。那么人为什么会衰老,以至走向死亡呢?有研究者对导致细胞衰老的原因提出了“程序假说”和“错误积累假说”。
人类的细胞并不能无限制地重复分裂,在分裂50次至60次后便会停止。细胞不再继续分裂的机体组织,便呈现出衰老和机能低下的状态。控制细胞分裂次数的时钟是位于染色体两端的一种特殊构造(端粒),随着细胞分裂而变短。由于重复分裂而使染色体上这种特殊构造缩短到一定长度的细胞,便停止了分裂。这就是“程序假说”。
细胞分裂的时候,DNA(脱氧核糖核酸)被复制,但是由于紫外线、活性氧、有害物质的侵害,DNA会发生变化,于是DNA在复制过程中就会产生错误。随着错误的积累,生成了异常蛋白质,细胞机能变得低下,于是细胞便不能继续分裂,细胞呈现了衰老迹象。这就是所谓“错误积累假说”。
延长寿命各有新招
如果弄清了导致衰老和左右寿命的机制,就有可能实现“长生不老”的梦想。那么截止到目前,科学家都想到了哪些办法来实现这一梦想呢?
俄罗斯科学家认为,关于克服衰老的理论多达30多种,但没有一种得到确认。不过,因此不抱希望还为时过早,有充分根据说明,在不太远的将来,人类能够实现长寿的梦想。
在激素类药物研究领域颇负盛名的法国科学院的博洛教授,30年来一直在矢志不渝地破解人类衰老之谜,以实现人类“长生不老”的梦想。他发现,人的肾上腺能够制造脱氢表雄酮激素。他相信,这种物质同人的衰老有直接关系。博洛教授在研究中发现,脱氢表雄酮具有一种极其不同寻常的特点:它在血液中的含量是其他类固醇激素含量的10倍到100倍,并以硫酸盐的形式循环。当人长到7岁时,体内首次出现这种激素,此后这种激素的含量不断增加,到25岁时达到高峰,然后开始减少,到75岁时,机体中脱氢表雄酮的含量只剩下原先的10%。
博洛教授相信,正是这种激素减少的程度标志着每个人衰老的程度。这一观察结果让他产生了一个思路──补充脱氢表雄酮的不足,利用专门的药物使肌体返老还童。博洛教授在这一发现基础上研制出“青春永驻丸”,在自愿者身上所做的药物测试取得了令人惊喜的结果:几乎80%的受试者明显变得年轻了。
美国内华达州有一对十分有名的科学家夫妇,达克·皮尔逊是物理学家,他的妻子桑迪·肖是生物化学家。他们发现,长寿的秘诀在于食用大量的维生素,尤其是维生素E、维生素A、维生素C、维生素B-3以及矿物质。这一见解与美国医学协会的看法不同,该机构认为,每天摄取的维生素量应当是几十毫克,而达克·皮尔逊夫妇把这一标准提高了50倍。他们不仅著书立说,而且还研制出“返老还童”药物,这种药物中所含的每种维生素都是超大剂量的。然而这种药物创造了出人意料的“奇迹”:它使烟和酒这类令人折寿的东西变得对人体无害,减肥效果显著,提高了机体对癌、细菌和病毒的抗感染能力以及心脏并发症的抵抗能力,巩固了免疫系统,使血液中胆固醇的含量降低40%,甚至还能化解有害烟雾的污染。其最重要的功能是,这种药物能阻止细胞的损害。
俄罗斯莫斯科土壤研究所的高级研究员、化学家弗罗洛夫认为自己有希望活到400岁,他相信,到21世纪末,这一寿命会成为地球人的平均寿命,他的自信来自他发明的“返老还童”治疗箱。弗罗洛夫经过25年探索后发现,导致人衰老的主要原因是通过食物和水进入人体的重金属。人在过了25岁停止发育后,骨骼中积累的重金属便开始可怕地增加,起初是在软组织中,然后是在神经组织中,于是人便开始衰老。
弗罗洛夫研究成功了一种利用淋巴系统,通过皮肤把促老物质---重金属排出体外的“返老还童”治疗箱。治疗过程是这样的:人躺在治疗箱内,头探出箱外,在治疗箱内气压有所降低的情况下,皮肤的汗腺张开,二氧化碳气、硫化氢气和水蒸气通过汗毛进入人体内,与重金属发生化学反应后生成的残余化合物经淋巴系统排出体外,经过“返老还童”治疗箱几次治疗,年轻的迹象最先表现在皮肤上,每周在箱内治疗20分钟,机体就会逐渐变得年轻。
上述科学家在寻找让人类长寿的途径方面可谓各有各的高招,但至少有一点疑问可以提出来,那就是还没有一个实例能够说明,有谁经过他们的调理能够返老还童。
来自动物习性的启发
为人类造福是每个科学家的初衷,对长寿孜孜以求的科学家更是柔肠似水,他们的作为虽不像为人类盗取天火的普罗米修斯那样壮烈,但他们同样付出了日积月累的心血代价。在向长寿的目标探索过程中,日本科学家的发现可以说另辟蹊径。
日本三菱化学公司生命科学研究所的科学家近藤宣昭曾提出了这样一种设想:在人类的遗传基因中,可能存在导致冬眠的基因。几年前,他在豹鼠体内首次发现了可能与冬眠有关的蛋白质。此后,在其他有关冬眠习性的动物体内也相继发现了与之极其相似的蛋白质。深入研究发现,甚至在不冬眠的哺乳动物体内,也存在着类似的遗传基因。这些发现对了解冬眠的起因和演化,显然具有十分重要的价值。近藤宣昭研究动物的冬眠出于这样一个人所共知的事实:蛇、龟、青蛙都是有冬眠习性的动物,而有冬眠习性的动物大都长寿,俗话说“千年王八万年龟”,说的就是这种现象。如果人类也能冬眠,不是也就可以实现长寿的梦想了吗?
近藤宣昭在豹鼠体内发现了四种蛋白质,来自豹鼠的肝脏,没有进入冬眠状态时存在于其血液中,一旦进入冬眠期就从豹鼠体内消失了。近藤宣昭弄清了这四种蛋白质的氨基酸排列和遗传基因的碱基排列。现在,近藤宣昭的这个研究课题已被列入日本神奈川科学技术学院的重要研究项目之中,5年中为它投入研究经费达10亿日元。
由于对这几种蛋白质在豹鼠体内发挥的作用尚不明了,近藤宣昭打算通过细胞培养获得更多的这几种蛋白质,以便搞清它们的功能,进而也就能弄明白动物的冬眠是怎么回事了。如果能把冬眠作为一种可掌握的手段并应用于人类,那么对于延长人的寿命、治疗某些疑难病症等,都是具有重要意义的。
如何增加正常细胞的分裂次数
如果弄清了衰老和左右生命的机制,就有可能实现人类“长生不老”的梦想。那么截止到目前,科学家在DNA水平上都想到了用哪些办法来实现这一梦想呢?
细胞的分裂次数是有限的,但是这是指正常的细胞,癌细胞就可以无限制地重复分裂。1950年医学家采自一例子宫颈癌肿瘤的癌细胞,直到今天仍在重复分裂。癌细胞不会衰老的原因成为如何使正常细胞不至衰老的重要研究线索。
科学家指出,在这里提到的子宫颈癌肿瘤细胞中似乎存在延长染色体端粒的酶。最近,这一判断被确认。如果利用这种酶阻止细胞衰老,那么细胞避免死亡就成为可能。1998年1月,美国得克萨斯大学达拉斯分校与一个老年人团体合作做了一个实验,将制成的这种端粒酶导入遗传基因,成功地使人的细胞在正常的分裂次数上增加了20次。端粒酶在其中发挥作用的细胞有癌细胞和生殖细胞,为什么在正常人体细胞中这种酶不发挥作用呢?在正常人的人体细胞中,制造这种酶的遗传基因处在完全的“关闭”状态,而在癌细胞和生殖细胞中能够发现这种酶的存在,所以细胞分裂在无限制地进行。如果能够活化人体细胞中产生端粒酶的遗传基因,让人体细胞像癌细胞那样无限地分裂下去,延长人的寿命就有可能了。
或许能从对果蝇的研究中获得突破
专家们认为,利用遗传基因制造的端粒酶可以增加人体细胞的分裂次数,可是这只是在延长细胞的寿命,还不能实现“长生不老”,而且无法阻止由于细胞反复分裂,在DNA复制中“错误的积累”。就算染色体能够大幅度延长,但由于错误在DNA复制中的积累,正常人体细胞在“癌细胞化”的同时,细胞分裂最终还是会终止。
在衰老异常发展的疾患中有一种早老症候群——从20岁开始皮肤和毛发等便迅速衰老,其原因仍在于制造端粒酶的遗传基因。细胞在分裂的时候,DNA双螺旋结构以其一根长链为“模子”进行DNA复制。在DNA修复损伤的时候,“拆解”DNA的双螺旋结构是必要的,制造端粒酶的遗传基因在解开DNA螺旋结构上起作用。在早老症候群中,由于这种遗传基因不能正常发挥作用,复制和修复DNA便无法顺利进行。像制造端粒酶并从事DNA复制和修改错误的一类遗传基因,若与延长细胞寿命的端粒酶良好结合,我们也许能期待向“长生不老”的目标接近一步。
前面已经谈到,科学家并没能让果蝇避免死亡,在果蝇的寿命延长到通常寿命的约三倍之后,果蝇的翅膀会磨损,腿脚会折断,终难免一死。也就是说,必须将细胞的“长生不老”与个体的“长生不老”分别研究。近年来,科学家对于线虫和果蝇长寿的研究,确实有了很大进展。但是由于与衰老和寿命有关的遗传基因种类有所不同,而且科学家认为,若干种遗传基因都与人类的衰老具有复杂的关联,把在动物身上获得的发现,如何联系到人类的“长生不老”还有待时日。
目前,科学家十分关注端粒,而它控制着分裂细胞的寿命,可是不发生分裂的神经细胞和心肌细胞却关系着每个个体的寿命,今后研究如何控制不发生分裂的细胞的寿命,具有同样重要的意义。因为如果我们能让大部分机体“长生不老”,惟独神经系统和心脏却只能生存几十年,那么一切努力岂不白费力气?
(责编 李月如)
某种基因能延长寿命
美国加利福尼亚大学的麦克尔·罗兹博士在他进行的实验中活化了果蝇的某种遗传基因,使果蝇的寿命延长了三倍,达到130天。麦克尔·罗兹博士认为,这是由于随着年龄增长而受到损伤的细胞得到修复,从而延长了寿命,而细胞的修复者便是这种遗传基因。如果能搞清楚这种遗传基因是怎样修复损伤细胞的,那么把这种机理应用于人类细胞的修复也就成为可能了。这一发现能让人类从远古就有的梦想──长生不老成为现实吗?
医学研究告诉我们,人的年龄超过30岁衰老就开始了,痴呆、白发、白内障、骨质疏松、循环系统损害、高血压等都是衰老的症候。把疾患和意外事故包括在内,人类的平均寿命约为80岁。科学家认为,如果人类能避免上述疾患和意外,人类寿命的上限应当是130岁。那么人为什么会衰老,以至走向死亡呢?有研究者对导致细胞衰老的原因提出了“程序假说”和“错误积累假说”。
人类的细胞并不能无限制地重复分裂,在分裂50次至60次后便会停止。细胞不再继续分裂的机体组织,便呈现出衰老和机能低下的状态。控制细胞分裂次数的时钟是位于染色体两端的一种特殊构造(端粒),随着细胞分裂而变短。由于重复分裂而使染色体上这种特殊构造缩短到一定长度的细胞,便停止了分裂。这就是“程序假说”。
细胞分裂的时候,DNA(脱氧核糖核酸)被复制,但是由于紫外线、活性氧、有害物质的侵害,DNA会发生变化,于是DNA在复制过程中就会产生错误。随着错误的积累,生成了异常蛋白质,细胞机能变得低下,于是细胞便不能继续分裂,细胞呈现了衰老迹象。这就是所谓“错误积累假说”。
延长寿命各有新招
如果弄清了导致衰老和左右寿命的机制,就有可能实现“长生不老”的梦想。那么截止到目前,科学家都想到了哪些办法来实现这一梦想呢?
俄罗斯科学家认为,关于克服衰老的理论多达30多种,但没有一种得到确认。不过,因此不抱希望还为时过早,有充分根据说明,在不太远的将来,人类能够实现长寿的梦想。
在激素类药物研究领域颇负盛名的法国科学院的博洛教授,30年来一直在矢志不渝地破解人类衰老之谜,以实现人类“长生不老”的梦想。他发现,人的肾上腺能够制造脱氢表雄酮激素。他相信,这种物质同人的衰老有直接关系。博洛教授在研究中发现,脱氢表雄酮具有一种极其不同寻常的特点:它在血液中的含量是其他类固醇激素含量的10倍到100倍,并以硫酸盐的形式循环。当人长到7岁时,体内首次出现这种激素,此后这种激素的含量不断增加,到25岁时达到高峰,然后开始减少,到75岁时,机体中脱氢表雄酮的含量只剩下原先的10%。
博洛教授相信,正是这种激素减少的程度标志着每个人衰老的程度。这一观察结果让他产生了一个思路──补充脱氢表雄酮的不足,利用专门的药物使肌体返老还童。博洛教授在这一发现基础上研制出“青春永驻丸”,在自愿者身上所做的药物测试取得了令人惊喜的结果:几乎80%的受试者明显变得年轻了。
美国内华达州有一对十分有名的科学家夫妇,达克·皮尔逊是物理学家,他的妻子桑迪·肖是生物化学家。他们发现,长寿的秘诀在于食用大量的维生素,尤其是维生素E、维生素A、维生素C、维生素B-3以及矿物质。这一见解与美国医学协会的看法不同,该机构认为,每天摄取的维生素量应当是几十毫克,而达克·皮尔逊夫妇把这一标准提高了50倍。他们不仅著书立说,而且还研制出“返老还童”药物,这种药物中所含的每种维生素都是超大剂量的。然而这种药物创造了出人意料的“奇迹”:它使烟和酒这类令人折寿的东西变得对人体无害,减肥效果显著,提高了机体对癌、细菌和病毒的抗感染能力以及心脏并发症的抵抗能力,巩固了免疫系统,使血液中胆固醇的含量降低40%,甚至还能化解有害烟雾的污染。其最重要的功能是,这种药物能阻止细胞的损害。
俄罗斯莫斯科土壤研究所的高级研究员、化学家弗罗洛夫认为自己有希望活到400岁,他相信,到21世纪末,这一寿命会成为地球人的平均寿命,他的自信来自他发明的“返老还童”治疗箱。弗罗洛夫经过25年探索后发现,导致人衰老的主要原因是通过食物和水进入人体的重金属。人在过了25岁停止发育后,骨骼中积累的重金属便开始可怕地增加,起初是在软组织中,然后是在神经组织中,于是人便开始衰老。
弗罗洛夫研究成功了一种利用淋巴系统,通过皮肤把促老物质---重金属排出体外的“返老还童”治疗箱。治疗过程是这样的:人躺在治疗箱内,头探出箱外,在治疗箱内气压有所降低的情况下,皮肤的汗腺张开,二氧化碳气、硫化氢气和水蒸气通过汗毛进入人体内,与重金属发生化学反应后生成的残余化合物经淋巴系统排出体外,经过“返老还童”治疗箱几次治疗,年轻的迹象最先表现在皮肤上,每周在箱内治疗20分钟,机体就会逐渐变得年轻。
上述科学家在寻找让人类长寿的途径方面可谓各有各的高招,但至少有一点疑问可以提出来,那就是还没有一个实例能够说明,有谁经过他们的调理能够返老还童。
来自动物习性的启发
为人类造福是每个科学家的初衷,对长寿孜孜以求的科学家更是柔肠似水,他们的作为虽不像为人类盗取天火的普罗米修斯那样壮烈,但他们同样付出了日积月累的心血代价。在向长寿的目标探索过程中,日本科学家的发现可以说另辟蹊径。
日本三菱化学公司生命科学研究所的科学家近藤宣昭曾提出了这样一种设想:在人类的遗传基因中,可能存在导致冬眠的基因。几年前,他在豹鼠体内首次发现了可能与冬眠有关的蛋白质。此后,在其他有关冬眠习性的动物体内也相继发现了与之极其相似的蛋白质。深入研究发现,甚至在不冬眠的哺乳动物体内,也存在着类似的遗传基因。这些发现对了解冬眠的起因和演化,显然具有十分重要的价值。近藤宣昭研究动物的冬眠出于这样一个人所共知的事实:蛇、龟、青蛙都是有冬眠习性的动物,而有冬眠习性的动物大都长寿,俗话说“千年王八万年龟”,说的就是这种现象。如果人类也能冬眠,不是也就可以实现长寿的梦想了吗?
近藤宣昭在豹鼠体内发现了四种蛋白质,来自豹鼠的肝脏,没有进入冬眠状态时存在于其血液中,一旦进入冬眠期就从豹鼠体内消失了。近藤宣昭弄清了这四种蛋白质的氨基酸排列和遗传基因的碱基排列。现在,近藤宣昭的这个研究课题已被列入日本神奈川科学技术学院的重要研究项目之中,5年中为它投入研究经费达10亿日元。
由于对这几种蛋白质在豹鼠体内发挥的作用尚不明了,近藤宣昭打算通过细胞培养获得更多的这几种蛋白质,以便搞清它们的功能,进而也就能弄明白动物的冬眠是怎么回事了。如果能把冬眠作为一种可掌握的手段并应用于人类,那么对于延长人的寿命、治疗某些疑难病症等,都是具有重要意义的。
如何增加正常细胞的分裂次数
如果弄清了衰老和左右生命的机制,就有可能实现人类“长生不老”的梦想。那么截止到目前,科学家在DNA水平上都想到了用哪些办法来实现这一梦想呢?
细胞的分裂次数是有限的,但是这是指正常的细胞,癌细胞就可以无限制地重复分裂。1950年医学家采自一例子宫颈癌肿瘤的癌细胞,直到今天仍在重复分裂。癌细胞不会衰老的原因成为如何使正常细胞不至衰老的重要研究线索。
科学家指出,在这里提到的子宫颈癌肿瘤细胞中似乎存在延长染色体端粒的酶。最近,这一判断被确认。如果利用这种酶阻止细胞衰老,那么细胞避免死亡就成为可能。1998年1月,美国得克萨斯大学达拉斯分校与一个老年人团体合作做了一个实验,将制成的这种端粒酶导入遗传基因,成功地使人的细胞在正常的分裂次数上增加了20次。端粒酶在其中发挥作用的细胞有癌细胞和生殖细胞,为什么在正常人体细胞中这种酶不发挥作用呢?在正常人的人体细胞中,制造这种酶的遗传基因处在完全的“关闭”状态,而在癌细胞和生殖细胞中能够发现这种酶的存在,所以细胞分裂在无限制地进行。如果能够活化人体细胞中产生端粒酶的遗传基因,让人体细胞像癌细胞那样无限地分裂下去,延长人的寿命就有可能了。
或许能从对果蝇的研究中获得突破
专家们认为,利用遗传基因制造的端粒酶可以增加人体细胞的分裂次数,可是这只是在延长细胞的寿命,还不能实现“长生不老”,而且无法阻止由于细胞反复分裂,在DNA复制中“错误的积累”。就算染色体能够大幅度延长,但由于错误在DNA复制中的积累,正常人体细胞在“癌细胞化”的同时,细胞分裂最终还是会终止。
在衰老异常发展的疾患中有一种早老症候群——从20岁开始皮肤和毛发等便迅速衰老,其原因仍在于制造端粒酶的遗传基因。细胞在分裂的时候,DNA双螺旋结构以其一根长链为“模子”进行DNA复制。在DNA修复损伤的时候,“拆解”DNA的双螺旋结构是必要的,制造端粒酶的遗传基因在解开DNA螺旋结构上起作用。在早老症候群中,由于这种遗传基因不能正常发挥作用,复制和修复DNA便无法顺利进行。像制造端粒酶并从事DNA复制和修改错误的一类遗传基因,若与延长细胞寿命的端粒酶良好结合,我们也许能期待向“长生不老”的目标接近一步。
前面已经谈到,科学家并没能让果蝇避免死亡,在果蝇的寿命延长到通常寿命的约三倍之后,果蝇的翅膀会磨损,腿脚会折断,终难免一死。也就是说,必须将细胞的“长生不老”与个体的“长生不老”分别研究。近年来,科学家对于线虫和果蝇长寿的研究,确实有了很大进展。但是由于与衰老和寿命有关的遗传基因种类有所不同,而且科学家认为,若干种遗传基因都与人类的衰老具有复杂的关联,把在动物身上获得的发现,如何联系到人类的“长生不老”还有待时日。
目前,科学家十分关注端粒,而它控制着分裂细胞的寿命,可是不发生分裂的神经细胞和心肌细胞却关系着每个个体的寿命,今后研究如何控制不发生分裂的细胞的寿命,具有同样重要的意义。因为如果我们能让大部分机体“长生不老”,惟独神经系统和心脏却只能生存几十年,那么一切努力岂不白费力气?
(责编 李月如)