當(dāng)今,老齡化和抗癌是人們普遍關(guān)心的兩大難題,本文將給出最新觀點(diǎn):我們變老是為了活得更久;變老是抑制癌癥的必然代價(jià)。這一觀點(diǎn)發(fā)表在最近一期的《自然》雜志上,引起了廣泛關(guān)注。
眾所周知,我們?nèi)梭w是由活細(xì)胞組成的。這些活細(xì)胞不像木材或金屬那樣容易腐爛,而是能自我成長(zhǎng)和補(bǔ)充。既然我們身體的各部分可以更新,為什么我們不能“長(zhǎng)生不老”呢?
神學(xué)家們解釋說(shuō),亞當(dāng)和夏娃不被世人承認(rèn)并被趕出伊甸園,是因?yàn)樗麄兊米锪嗽煳镏鳌3诌M(jìn)化論觀點(diǎn)的生物學(xué)家們主張物競(jìng)天擇學(xué)說(shuō),他們認(rèn)為是基因使得人類(lèi)的子孫后代壽命越來(lái)越長(zhǎng)。在他們看來(lái),生命本身是高繁殖力與長(zhǎng)壽之間的一種平衡,超長(zhǎng)的壽命必然伴隨著無(wú)后代和快速的物種滅絕。
最近得克薩斯州一位生物學(xué)家的偶然發(fā)現(xiàn)提供了另外一種完全不同的解釋?zhuān)幕卮鹗牵何覀冏兝鲜菫榱嘶畹酶茫@樣來(lái)解釋如此深?yuàn)W的人生之謎似乎非常荒謬。
這個(gè)生物學(xué)家就是在休斯頓 B aylor醫(yī)學(xué)院工作的 D onehower博士。他發(fā)現(xiàn)變老是抑制癌癥的必然代價(jià)。他還證明,一個(gè)迫使將要癌變的細(xì)胞“自殺”的著名機(jī)制具有不良的副作用,即可以加快身體各組織的老化。
D onehower博士的這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在最近的一期《自然》雜志上。他的這一發(fā)現(xiàn)涉及到一個(gè)被深入研究過(guò)的細(xì)胞因子( c ellularagent),這一因子是人體抵御癌癥的第一道防線,它是在每個(gè)細(xì)胞中都存在的蛋白質(zhì),它是細(xì)胞活動(dòng)的堅(jiān)定的道德衛(wèi)士。哪怕只有一點(diǎn)點(diǎn)輕微異常,特別是對(duì)細(xì)胞 D NA的損傷,這個(gè)因子將會(huì)迫使細(xì)胞要么停止生長(zhǎng)要么自殺并液化。
這個(gè)因子就是 P53。實(shí)際上 P53是活細(xì)胞中相互作用的各組分形成的龐大網(wǎng)絡(luò)中的最重要的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心,探測(cè)整個(gè)細(xì)胞的不同方面的許多“電路”都會(huì)向 P53報(bào)告,這些報(bào)告采用細(xì)胞本身的方法來(lái)增減一些小化學(xué)成分以改變 P53的功能。因位于細(xì)胞“情報(bào)網(wǎng)”的中心, P53能開(kāi)啟不同的基因序列從而完成幾個(gè)主要的作用。
一般認(rèn)為只有當(dāng) P53系統(tǒng)發(fā)生某種程度的損傷時(shí)癌癥才會(huì)發(fā)生。在人類(lèi)癌癥中,大約50%是因?yàn)?P53自身基因的DNA發(fā)生變異而直接損傷 P53,致使P53失活,其余50%中大多數(shù) P53自身看起來(lái)完好無(wú)損,但在它附近的成分遭到了破壞從而間接地導(dǎo)致 P53失去活性。
Donehower博士用老鼠做實(shí)驗(yàn),因?yàn)槔鲜蟮募?xì)胞與人類(lèi)的細(xì)胞非常相像,遺傳學(xué)家都采用老鼠作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象。1992年,他改造一組老鼠的基因讓它們失去 P53的功能基因。這是科學(xué)家研究某個(gè)基因功能的通用技術(shù)———從老鼠體內(nèi)祛除基因,然后圖示出老鼠失去哪種能力。完全確定的是,這些沒(méi)有 P53的老鼠全因患癌而夭折。
D onehower博士接著試圖使另一組老鼠的 P53基因發(fā)生某種失去活性的變異,當(dāng)然這種變異在人類(lèi)癌癥中普遍存在。但是令人失望的是,變化并沒(méi)有按預(yù)期的發(fā)生,又因?yàn)橹匦赂脑煲唤M老鼠基因的工作非常繁重, D onehower博士將這些老鼠放在一邊有一年的時(shí)間,沒(méi)有管它們。
D onehower博士和他的同事們本以為這些老鼠會(huì)患癌而死,就像沒(méi)有 P53的老鼠一樣。“但是我們發(fā)現(xiàn),第一,它們并沒(méi)有罹患癌癥,第二,它們看起來(lái)有點(diǎn)衰老,真的成了‘老’鼠。”
最后證明,他們無(wú)意中創(chuàng)造的這一組老鼠,細(xì)胞中的 P53含量比一般的老鼠多,這些超量的 P53在抑制癌癥時(shí)“精神旺盛、活力四射”。但它同時(shí)也產(chǎn)生了諸如老化這樣的副作用,這些老鼠并沒(méi)有活多久,因罹患骨質(zhì)疏松癥,器官已經(jīng)枯萎,不能承受任何壓力。
D onehower博士說(shuō)老化很難特征化,他也知道批評(píng)家們會(huì)爭(zhēng)辯說(shuō)這些老鼠可能患上了某種不是老化的病變。但是他已經(jīng)讓一些生物學(xué)家相信:過(guò)量的 P53確實(shí)會(huì)加快衰老。“這一實(shí)驗(yàn)提出了令世人震驚的一種可能性:老化是我們抵御癌癥保護(hù)自我的自然防御活動(dòng)的一種副作用”, C old Spring Harbor實(shí)驗(yàn)室的 L owe博士在《自然》雜志上這樣評(píng)論說(shuō)。
老鼠和人類(lèi)有幾個(gè)組織器官體系如血液、皮膚和胃內(nèi)壁等在不斷地磨損,它們需要新的細(xì)胞來(lái)度過(guò)一生,這些新細(xì)胞是由干細(xì)胞生成的。當(dāng)動(dòng)物年輕時(shí),干細(xì)胞能生成足夠的新細(xì)胞,所以如果 P53機(jī)制迫使許多可疑細(xì)胞自我凋亡,也不會(huì)有什么關(guān)系。
但是當(dāng)動(dòng)物變老、干細(xì)胞自身不再大量繁殖時(shí),問(wèn)題就會(huì)產(chǎn)生:含有過(guò)量 P53的老鼠會(huì)因太多的細(xì)胞死亡而未老先衰,各組織也不能再正常工作。
如果這樣,對(duì)人們期待提高壽命的愿望,這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著什么呢?
生物學(xué)家已開(kāi)始關(guān)注這一新發(fā)現(xiàn),而且一些科學(xué)家希望存在這種可能:在一定程度上既保持 P53的抗癌潛能又抑制P53的促老化功能。Donehower博士說(shuō),在他含有過(guò)量 P53的200只老鼠中,有2只老鼠既沒(méi)有患上癌癥也沒(méi)有過(guò)早衰老。這預(yù)示一些幸運(yùn)的個(gè)體可能天生就有一套協(xié)調(diào)癌與老化平衡的方法。
麻省理工大學(xué)的老齡遺傳學(xué)專(zhuān)家 G uarente博士認(rèn)為, P53的活性可能通過(guò) s ir2基因得以調(diào)控。已經(jīng)證明,該基因?qū)?xì)胞中的代謝信號(hào)發(fā)出反應(yīng),過(guò)量的基因能延長(zhǎng)酵母和線蟲(chóng)的壽命,該基因也是解釋“半饑餓的老鼠更長(zhǎng)壽”這一著名發(fā)現(xiàn)的機(jī)制的一部分。
G uarente博士在10月發(fā)表文章說(shuō), s ir2基因能抑制實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的老鼠細(xì)胞中的 P53。他預(yù)言存在一個(gè)劑量范圍,在這個(gè)范圍內(nèi),既可以增加 S ir2的活性、抑制P53以減少不必要的細(xì)胞死亡,同時(shí)還擁有足夠的癌癥監(jiān)控力度。他已經(jīng)成立了一個(gè)公司——— E lixir制藥公司,來(lái)篩選影響 S ir2基因的藥物。
D onehower博士的研究有一個(gè)缺點(diǎn)是,它的實(shí)驗(yàn)難以重復(fù),因?yàn)樗哪切┖^(guò)量 P53的老鼠是偶然獲得的,并沒(méi)經(jīng)過(guò)理性設(shè)計(jì)。另外還有一個(gè)懸而未決的問(wèn)題是:這些老鼠到底是真正老化了還是僅僅有點(diǎn)老化表象的其它病理改變?但是先將這些問(wèn)題放在一邊,他的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)提示科學(xué)家將 P53和老化這兩個(gè)孤立的大領(lǐng)域聯(lián)系起來(lái)研究。
L owe博士說(shuō):“這篇論文意義重大,因?yàn)樗_(kāi)闊了你的思路,想到了 P53和老化的關(guān)聯(lián),它還讓你深入思考許多其他問(wèn)題,如為什么長(zhǎng)期暴露在陽(yáng)光下的人們皮膚老化得更快?答案現(xiàn)在還不得而知。但現(xiàn)在看來(lái),紫外線照射可能是一種毀壞性的信號(hào),它能激活細(xì)胞中的 P53,P53過(guò)量可能就是陽(yáng)光照射下的皮膚更易老化的原因。通過(guò)這一研究,我們意識(shí)到 P53的雙重性:沒(méi)有 P53,我們都會(huì)在30歲之前死于癌癥;有了 P53,每3個(gè)人中只有1個(gè)會(huì)在其晚年患上癌癥。”
L owe博士還說(shuō),如果這一發(fā)現(xiàn)被證明是真的,那些“永葆青春”的藥丸會(huì)面臨挑戰(zhàn)。但是他沒(méi)有排除這些防止老化的藥物具有保持 P53的作用完好無(wú)損的可能性。
P53的這一新角色似乎掀開(kāi)了老化謎團(tuán)的一角,而不是全部。自然界讓一只老鼠只活3歲,而讓一只大象活到70歲,這只能用某種還沒(méi)被發(fā)現(xiàn)的更深層的遺傳機(jī)制來(lái)解釋。 G uarente博士說(shuō), P53體系可能就是調(diào)控這個(gè)更深層機(jī)制的一種方法以便將老化速率與代謝速率聯(lián)在一起,這樣聯(lián)系可以解釋大量的進(jìn)化優(yōu)勢(shì):當(dāng)食物短缺時(shí)減少代謝,渡過(guò)難關(guān)并在以后得以恢復(fù)。
許多動(dòng)物擁有這個(gè)遺傳反射,這能解釋“低熱量的飲食延長(zhǎng)老鼠壽命”。但是這個(gè)機(jī)制只能將壽命增加50%左右,這表明,每一物種的自然壽命一定受控于某個(gè)獨(dú)立的體系。
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