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  • 發布時間:2020-10-04 16:39 原文鏈接: Nature:小狗助力抗衰老研究

      現在抗衰老研究日趨完善,延緩衰老或有望成為現實。

      任何曾養過寵物狗的人都知道,這種關系維持不了多久。十多年或十五年后,狗的皮毛會變灰,腿站不穩。這就像看著一個家庭成員變老一樣,但狗老得快得多。狗的衰老為科學們提供了一個尋求延緩人類衰老的機會。

      西雅圖華盛頓大學健康老齡化和長壽研究所(Healthy Aging and Longevity Research Institute at the University of Washington)的生物學家Matt Kaeberlein指出,狗比人的衰老快7倍左右。狗和人有什么不同?其實兩者只是DNA的差別。

      DNA研究已經確定了包括人類在內的多個物種中影響衰老和壽命的基因。在過去二十年中,科學家發現了老齡化的分子機制,這使他們能夠干預、減緩,甚至扭轉這一過程。研究人員已經表明,他們可以延長酵母、蛔蟲和老鼠的壽命,那為什么狗和人類不行呢?

      人類的壽命在過去的一個世紀里之所以能顯著得獲得延長,很大程度上是由于營養和衛生方面的改善,以及疫苗和抗生素的使用。根據世界衛生組織(World Health Organization)的統計,1900年全球平均預期壽命僅為31歲,即使在最富有的國家也是50歲以下。到2015年,這個數字是72歲,而日本則高達84歲。

      大多數抗衰老研究者并不追求長生不老。他們希望的是延長“健康期”,即人們無病生存的時期,縮短老年期,甚至延續10年、20年的生命。加州大學舊金山分校衰老、代謝和情緒實驗室(Aging, Metabolism, and Emotions Lab at the University of Californi)主任Elissa Epel表示,對于他來說,真正的問題不是‘我們能否把平均壽命從70提高到接近100’,而是‘我們能有一個更健康的老年時期嗎?。如果你身體狀況極其不佳,活到100歲又有什么意義呢?’

      Kaeberlein希望用5年來通過雷帕霉素(一種已被證明可使小鼠壽命延長30-40%的藥物)治療500只狗。由于狗的平均壽命約為11歲,5年應足以顯示雷帕霉素是否可以顯著延長中年犬只的壽命,并提示是否對人類有效。這項試驗將同時進行一項更大規模的縱向研究,即研究全美1萬只狗的遺傳和環境因素,并探索這些因素是否與更長的壽命和更好的健康有關。Kaeberlein把這項研究和巴爾的摩“老化縱向研究”作比較,該項目自1958年以來一直跟蹤隨訪3000多名人類志愿者。Kaeberlein指出,10年,你就可以跟蹤一只狗從出生到死亡的整個生命過程。

      Kaeberlein認為他的狗只研究是一系列最終將實驗室發現轉化為臨床藥物的步驟之一。在某種程度上,他的目標是概念性的。他指出,他們在這個領域面臨的一個重大挑戰是讓非科學家相信衰老只是一個生物過程,而且由于它是一個生物學過程,所以我們可以通過基因或藥理學手段來修改它。

      該研究同時也提供了一種在與人類相似的條件下測試潛在抗衰老藥物的方法。狗住在我們的房子里、吸二手煙、喝自來水,有時甚至睡在我們的床上。Kaeberlein指出,狗與人共享一樣的環境,這是其它動物所不具備的。這是一個巨大的進步——比實驗室研究更接近人類的真實狀況。

      1逐個攻克

      對于那些想要研究潛在延緩衰老藥物的研究人員來說,其中一種方法是測試這些藥物對動脈硬化、關節炎、心臟病、癌癥、糖尿病和老年癡呆癥等常發于老年人的疾病的作用,而不是測試它們對老化本身的效果。臨床醫生Joan Mannick表示,他們正在把老化分解成一個個獨立的、可解決的問題。Mannick是Novartis的衍生公司resTORbio的首席醫療官。他還指出,衰老是一個會引起多種疾病的問題。他們研究衰老時,會一次研究一個疾病,以查看能否獲得臨床益處。

      這種做法是必要的,因為傳統觀點認為老化是可以預料的,而肝癌等疾病被認為是出了問題。波士頓哈佛大學醫學院(Harvard Medical School)遺傳學家,Paul F. Glenn老齡生物中心(Harvard’s Paul F. Glenn Center for the Biology of Aging)聯席主任David Sinclair表示,醫學界和科學界傾向于把老化看作是與疾病不同的東西。

      Sinclair指出,由于不把衰老視為一種疾病,如果研究人員想要申請基金測試一種潛在抗衰老藥物,他們就不得不找到特定的疾病來治療。研究人員希望通過同時關注一個與年齡有關的疾病和潛在的機制,最終建立一個提示老齡化本身是可以而且應該被修改的案例。如果你在60歲到70歲之間開始變老,而你身邊的每個人都活到200歲,你的病就會被命名,人們會捐錢來幫助你的家人。現在人們普遍認為,老化是一個自然、可接受的過程,就像100年前人們認為癌癥也是自然過程一樣。

      也有人質疑,從人道主義的角度來看,試圖治療老齡化是否有意義。加州圣克拉拉大學(Santa Clara University)的倫理學家Brian Patrick Green表示,雖然延長人類生命沒有任何內在的錯誤,但確實存在一些風險。例如,他擔心富裕國家的人民將會受益,而發展中國家的人民則無法享受到抗衰老研究帶來的福利。他還指出,壽命較長的人也可能消耗更多的資源,導致社會和環境災難。

      2潛在藥物

      Mannick在Novartis擔任研究員之前曾擔任過一項針對免疫衰老(隨著年齡的增長免疫系統功能的衰退)的研究的負責人。他們的研究表明,雷帕霉素衍生物RAD001有助于恢復老年人的免疫功能,從而使這些老年人對流感疫苗的后續反應更有效。ResTORbio現在正在進行小規模的研究,希望探明RAD001是否可以幫助老年人抵御肺部感染。Mannick希望在明年下半年得到這個試驗的結果。

      雷帕霉素通常被用于抑制免疫反應,而不是加強免疫反應——器官移植接受者使用該藥物,以防止排斥反應。雷帕霉素抑制mTOR蛋白(參與酵母、果蠅、小鼠等多種生物的衰老調控通路)。mTOR能感知環境線索,例如細胞是否獲得足夠的營養。在良好的條件下,它促進細胞生長和增殖;在營養不佳的情況下,它則會關閉細胞增殖通路,使細胞耐受壓力,促進存活。

      雖然Kaeberlein還沒有獲得可用于他的狗只項目的任何資金,但他曾經得到美國國立衛生研究院(US National Institutes of Health)的資助,用于開展24只狗的試驗。今年早些時候發表的論文顯示,雷帕霉素治療十周后,動物心臟功能得到改善。Kaeberlein和他的研究小組已經在小鼠身上看到了同樣的效果,表明雷帕霉素不止在一種物種中起作用。Kaeberlein表示,Mannick的Novartis試驗是首個證實雷帕霉素地延緩人類衰老也有效的證據。

      雷帕霉素延緩衰老的一種可能機制是解決細胞衰老的問題。損傷的細胞會經歷細胞凋亡——一種細胞自殺的形式,或者它們會衰老,關閉細胞分裂,并發出導致免疫應答的信號。這對于處理傷口是有益的。但是隨著年齡的增長,清除衰老細胞的機制變得不那么有效,并且衰老細胞會不斷積累。這可能會導致多種組織的長期炎癥,而長期炎癥是諸如心臟病等疾病的風險因素。西班牙巴塞羅那大學生物醫學研究所(Institute for Research in Biomedicine at the University of Barcelona)的癌癥生物學家Manuel Serrano指出,衰老對機體有益,但最終可能成為一個問題。

      雷帕霉素可以刺激自噬——衰老細胞的一種清除機制。這可能對阿爾茨海默氏癥和帕金森氏病等疾病有用,這些疾病患者大腦中存在斑塊聚集。Mannick表示,各種衰老相關的神經退行性疾病都可能受益于mTOR抑制。

      雷帕霉素不是唯一一種潛在的抗衰老藥物。另一個有希望的候選藥物是二甲雙胍,一種糖尿病患者口服的藥物。二甲雙胍抑制mTOR,并具有其它保護作用:改善自噬、減少組織炎癥和DNA損傷。紐約市阿爾伯特愛因斯坦醫學院老齡化研究所(Institute for Aging Research at Albert Einstein College of Medicine)的遺傳學家Nir Barzilai一直在試圖申請二甲雙胍老化試驗資金。他的計劃是讓那些已經患有一種與衰老有關的疾病——癌癥、心臟病或者老年癡呆癥——的人服用二甲雙胍,從而觀察這種治療是否降低了患者發生其它疾病的概率。研究人員已經發現,服用二甲雙胍的糖尿病患者的心臟病和癌癥發病率要低于無糖尿病的對照組;同時,這些患者認知能力受損較少,整體壽命較長。Barzilai表示,當你從細胞水平上解決衰老問題時,你會解決很多其它問題。

      Barzilai和Sinclair都得到Glenn醫學研究基金會(Glenn Foundation for Medical Research)的支持。該基金會尋求延長健康壽命的方法,并資助了11所美國大學的老化研究中心。美國國家醫學院(US National Academy of Medicine)正在制定健康長壽重大專項(Grand Challenge for Healthy Longevity),旨在通過提供資金來鼓勵衰老研究。事實上,學界并不是唯一對這個研究領域感興趣的群體。2013年,Google成立了一家名為Calico的公司,該公司表示將專注于健康和保健;該公司任命生物學家Cynthia Kenyon——他發現一種基因突變可能會使秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)壽命增加一倍——領銜老化研究。

      除了Novartis,英國制藥巨頭葛蘭素史克(GlaxoSmithKline, GSK)也對老化研究表現出興趣。2008年,它花7.2億美金收購了Sinclair創立的Sirtris制藥公司。盡管最初的候選藥物白藜蘆醇在2013年的臨床試驗中失敗,GSK在2013年并購了Sirtris,但GSK仍在繼續開發新的分子來激活編碼蛋白質sirtuin的基因——該基因被證明可減緩蠕蟲、果蠅和酵母的老化。負責GSK公司sirtuin研究的James Ellis指出,該公司正在對這些新型分子進行臨床前試驗,以檢測各種炎癥狀況。Ellis繼續表示,他們的化合物針對的是特定的疾病適應癥,而不是老化本身。

      藥物并不是可能減緩或逆轉衰老的唯一干預措施。Epel等人知道,運動干預可以通過許多方式來減緩細胞衰老。飲食、運動和社交可以幫助人們過上更長壽、更健康的生活。Epel的目標是將其與老化的分子指標相結合,如端粒的長度。端粒是染色體末端的一段重復序列,作用是保持染色體完整性和控制細胞周期。隨著年齡的增長,細胞分裂次數越來越多,端粒越來越短,并且患有縮短端粒疾病的患者衰老更快。一些研究表明,端粒縮短進程可能可以被減緩,甚至在正確的條件下端粒可能會變長。

      Epel指出,需要研究運動、飲食和減少壓力是通過哪些分子機制來減緩衰老的。她表示,他們只是從觀察的角度認識到,較長的端粒可以預測較少的早期疾病,在某些情況下,還能預測更長的壽命。但是從來沒有人證明,如果你延長端粒,那么你的壽命就會更長。這是一個亟待填補的空白研究。

      紅海膽的端粒不隨年齡增長而縮短,研究人員對此非常感興趣。

      3一百歲以上?

      那么,如果這些研究有所成就,人的壽命可以達到多長?有些人認為,通過使用干細胞和3D打印建立新的器官,或者使用納米機器修復細胞,那么便可增加數十年或數百年的壽命。例如,英國老年病學家Aubrey de Gray認為,人類可以活一千年或更長時間,而未來學家Ray Kurzweil則認為,我們將在未來三十年與機器合并,實際上變成不朽。

      Mannick認為,更長的健康壽命是重點。我不會考慮‘我們是在延長壽命嗎?’這個問題,因為我們不知道在人類中這是否可能,而且許多人不想活得更長,除非他們能保持良好的身體狀況。Mannick有一個更簡單的目標——也是一個非常重要的目標——就是讓老年人免于疾病負擔。

      Sinclair則更樂觀。他指出,從生物學的角度來說,我們沒有理由活不到150歲。地球上的許多物種的壽命都超過了這個數字。他認為,在他有生之年,人類壽命延長10年是可以實現的。

      Kaeberlein表示,單純增加人們的健康壽命就十分有意義了,這不僅是為了個人的生活質量,同時也是為了經濟——身體不好的老年人會消耗大量醫療資源。如果我們能夠多保持20多年的健康,那么這就超過了過去50年生物醫學的成就。我們不需要讓人們考慮長生不老的事情——他個人認為這是不可能的——因為延長健康壽命更可實現,而且也非常重要。”

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