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輯一 聰明而又愚蠢的人體

長壽的協同效應

衰老是一個非常復雜的生理過程,很可能需要雙管齊下甚至多管齊下才能延緩這一過程。

秀麗隱桿線蟲(C.elegans)是當代生物學家們很喜歡使用的一種實驗動物,因為它們個頭較小,飼養容易,繁殖力強,平均壽命卻只有3—4周,非常適合用來研究長壽的調控機理。

迄今為止科學家們已經篩選出了上百個與壽命有關的基因突變,最多可以將線蟲的壽命提高到原來的10倍。但那些具有超長壽命的突變個體大都處于半死不活的冬眠狀態,很難應用到人類身上,所以科學家們更看重另外一些增壽效果沒那么顯著卻對線蟲的生活狀態影響很小的基因突變,希望能將其發展成為人類長壽藥的靶點。

胰島素信號通路(IIS)和雷帕霉素信號通路(TOR)就是兩個符合上述標準的靶點。所謂“信號通路”,指的是一系列相互聯系得非常緊密的生化反應,通常用于接收某種外來信號,然后指揮身體做出相應的反應。上述這兩個信號通路都與營養物質的代謝有關。線蟲會根據周圍環境里營養物質的多少來決定自己的應對方式,要么立即開始繁殖,要么暫時按兵不動,韜光養晦等待時機,這個策略和人類是很相似的。

更重要的是,上述這兩個信號通路在進化上都是保守的。也就是說,絕大多數動物體內都有這兩個信號通路,而且無論是基因構成還是蛋白質的功能也都非常相似,所以科學界一直對這兩個信號通路很感興趣,相關研究非常多,很有希望將其做成長壽藥的靶點。

著名的衰老研究機構巴克研究所(Buck Institute)的研究顯示,IIS信號通路上發生的基因突變最多能夠將線蟲的壽命提高一倍,TOR信號通路上的基因突變則能將線蟲的壽命提高30%,也很不錯了。可惜的是,科學家們并不知道這兩個信號通路之間究竟有著怎樣的關系。

來自美國沙漠山島生物實驗室(MDI Biological Laboratory)和中國南京大學的幾位博士生突發奇想,決定把這兩個基因突變同時導入到線蟲身體里去,看看會出現怎樣的結果。如果這兩個基因突變的效果是疊加的,那么新生成的線蟲將會比對照組增壽130%,但研究結果顯示,同時具備兩種基因突變的線蟲的壽命是對照組的5倍!換算成人類的話,這就相當于一個人可以活400—500歲,效果相當顯著了。

科學家們將研究結果寫成論文,發表在2019年7月23日出版的《細胞》(Cell)雜志的子刊《細胞通訊》(Cell Reports)上。論文指出,IIS和TOR這兩個信號通路之間很可能具有協同效應,也就是說兩者互相增加了各自的增壽效果,1+1大于2。打個比方,這就好比一支爛球隊買進了一名優秀的前鋒,但球隊依然負多勝少,因為防守依然一塌糊涂。同理,如果球隊改為買進一名優秀的后衛,成績還是不會提升太多,因為進攻不行。但假如球隊總經理終于下定決心,花大價錢同時買進了一名優秀的前鋒和一名優秀的后衛,那球隊的成績立刻就上去了,因為能夠影響球隊成績的兩個關鍵因素同時被補齊了,這就是協同效應。

研究人員甚至認為,此前之所以一直沒能在人類身上找到一個具備明顯功效的長壽基因,就是因為衰老是一個非常復雜的生理過程,很可能需要好幾個因素同時在線才能取得增壽的效果,單個基因不起作用。

這篇論文為制藥廠提供了一條重要的信息,那就是對付一些機理復雜的疾病時,需要把視野放寬一點,找出多個靶點同時給藥,興許能取得意想不到的療效。

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