控制基因能改變衰老嗎-新知探索

生老病死，在我們看來似乎是命中注定的，但這并沒有打消一些科學家研究衰老的熱情。在他們看來，一個很簡單的出發點就是：同是動物，為什么有的昆蟲只能活幾天，貓狗能活十幾年，而烏龜的壽命卻能長達一兩百歲？
　　
　　“不同物種之間，最根本的區別是什么？它們的基因！所以我想，衰老的秘密也許就藏在基因里。它們里面肯定有個操縱桿一樣的東西，往上調一點，就老得快，調下一點，就可以老得跟烏龜一樣慢。”美國加州大學的生物學教授肯云（CynthiaKenyon）對基因的興趣從大學就開始了，而她最終選了一種冷門的生物來尋找答案——秀麗隱桿線蟲。
　　
　　這是一種只能活三周的小蟲子，一毫米長，跟一個逗號差不多，但它們身上卻有50%的基因跟我們相同。在肯云教授看來，生命周期短的生物更容易觀察結果，基因也更容易控制。她嘗試在線蟲身上使用不同的化學物質，隨機改變它們的基因，看看對其壽命有什么影響。“這需要極大的耐心，成功率也很低，所以實驗室幾乎找不到愿意來干活的人。”
　　
　　耐心和勤奮帶來了回報。1993年，肯云在《自然》雜志上發表了自己的發現：“通過讓一種名為Daf-2的基因部分失效后，線蟲的壽命能延長一倍。”而且，比起懶洋洋的普通線蟲，基因改變后的線蟲充滿活力。后來，她又發現了另一種名為Daf-16的基因，如果同時讓它也活躍起來，線蟲對疾病會產生超強的抵抗力，而生命能延長到144天，相當于人類活到近500歲。
　　
　　“這兩種基因在人類體內都是存在的，Daf-2能控制胰島素，Daf-16則能指導身體的自我修復，比如增加抗氧化物。”更令人興奮的發現是，改變人的這兩種基因的活性并不需要通過化學物質，只要節制飲食，特別是減少碳水化合物和糖類的攝取就可以達到目的。從那以后，肯云教授自己徹底戒掉了甜食，飲食上則增加了大量的蔬菜水果，并把自己的養生飲食心得發表在2003年10月的《新科學家》上。
　　
　　衰老的開關
　　
　　從線蟲身上尋找人類的長生秘訣，多少讓人覺得隔靴搔癢，直接在人身上進行臨床試驗不是更好嗎？但做這種實驗并得出結果的科學家并沒有多少。原因很簡單：人類從年輕到衰老要跨越幾十年，等待確切結果的時間太久了，更別說其間的花費會是多么巨大。對于有實力支持這種研究的機構來說，找跟人類基因相近的生物是更實際的選擇。
　　
　　在這點上，美國威斯康星大學的兩位教授魏德理（RichardWeindruch）和彭樂濤（TomasA。Prolla）選擇了恒河猴做研究對象，并且試驗一做就是30多年。他們從1989年開始，選擇了76只健康的恒河猴，隨機分為兩組，第一組不限制飲食，第二組則嚴格節食，按照第一個月減少10%的攝入熱量，第二個月再減少10%的攝入量來進行。恒河猴的壽命可以長達40年，所以他們投入了很大的耐心，持續觀察著兩組的健康狀況和老化征兆。
　　
　　10年后，第一份報告發表在了多家科學期刊上：“限制熱量攝取的猴子，有超過50種引發炎癥的基因表現性被下調了，并開啟了部分幫助能量新陳代謝的基因表達。”
　　
　　20年后，又一份報告發表在2009年的《科學》期刊上：“熱量控制組的猴子身體更加健康，肌肉因老化而流失的比例更低，因老化引起的病變幾率降低了三倍。”
　　
　　至于兩者的壽命呢，由于美國對動物實驗規定，參與試驗的動物必須受到最全面的照顧，不論生病還是受傷，都得把它們治好。因此兩組恒河猴都還活得好好的，很難對比壽命的長短。于是兩人決定，同時在老鼠身上也進行類似的實驗。
　　
　　得益于科技的進步，老鼠實驗動用了基因晶片做工具。這種指甲蓋大小的晶片每片對應一只老鼠，里面含有上百萬個基因數據點。“它讓我們能同時觀察這只老鼠體內數千個基因表達的變化，否則如此龐大的工作量是很難完成的。”魏德理解釋。
　　
　　魏德理和彭樂濤的實驗引起了一些商業機構的關注，其中包括如新。如新的白理曼博士（MarkR。Bartlett，Ph。D。）認為，抗衰老并不是抹掉皺紋那么簡單，而應當讓人的整體維持在年輕狀態。“隨著年齡增長，細胞本身是會退化的。就像一所房子，住久了總要修修補補，壞了的部分要換掉。通過辨識老化后基因表達的變化，我們希望也能找到人體需要維修替換的部分，讓人維持最年輕的狀態。”
　　
　　吃什么抗衰老
　　
　　改變基因的表達方式，跟改變基因是兩碼事。在我們細胞的染色體中，有一條條由DNA卷成的細絲，把它們完全拉開的話，上面可以看見一節節的基因片段。人體里大概有2。5萬個基因，每個都像一個食譜，指導身體合成不同的產品。每個人出生時，基因已經是固定不變的。但每個基因上都有個開關鍵，打開之后，它的指令才會發生作用，這就是基因表達。
　　
　　在動物老化過程中，不斷有一些基因的開關被打開，一些被關上。“比如，我們年輕時，制造膠原蛋白的基因開關是打開的，因此肌膚彈性會很好；隨著年齡漸長，另一個破壞膠原蛋白的基因開關被打開了，皮膚就漸漸衰老。但整個DNA是沒有改變的。”白理曼解釋。
　　
　　那么，有沒有什么方法能控制這些基因的開關，把年老時變化的基因表達調回年輕狀態呢？白理曼的科研中心和魏德理合作進行了一系列的老鼠實驗，希望在這種基因與人極其相似的動物身上，發現年齡增長后，到底哪些基因的表達方式發生了改變。
　　
　　與恒河猴實驗不同，他們這回更感興趣的是，有沒有哪些營養物質，既可以達到熱量限制攝取的長壽效果，又不用真的節食。
　　
　　他們先將14個月到30個月（老鼠壽命通常為兩三年）的老鼠分成幾組，要么控制飲食熱量，要么每天添加喂養低劑量（每公斤體重4。9mg）的白藜蘆醇（Resveratrol，一種存在于紅酒中的化合物），對比觀察它們的基因表達方式。根據他們發表在2008年6月的《PloSOne》期刊上的論文：“在心臟、大腦皮層、腓腸肌這三種最具代表性的生物組織上，我們辨識出了幾百種隨著年齡表達方式會發生變化的基因。服用白藜蘆醇和控制飲食都讓高齡老鼠的部分基因表達調回了年輕時的狀態：它們提升了老鼠的心血管功能，預防了其他跟衰老相關的疾病。”
　　
　　而他們在2009年11月《老化細胞（AgingCell）》上發表論文稱：“番茄紅素、白藜蘆醇、左旋肉堿和四甲基哌啶對于心臟的好處跟控制飲食的作用是同等的，α硫辛酸和Q10輔酶對小腦也有跟控制飲食不相上下的效果。”
　　
　　當然，這些食物成分早就有營養學家推薦過，也有過爭議，但相關研究還比較初級，充滿空白。
　　
　　正如白理曼所說，基因表達的研究開啟了另一扇門，“它讓我們可以更精確地分析每種食物的效果，并在科研方向走得更遠。”