诺贝尔奖得主Venki Ramakrishnan探讨能否延缓衰老
Nobel Laureate Venki Ramakrishnan explores whether we can slow ageing
寻求能够停止甚至逆转衰老的长生不老药,是人类几个世纪以来的梦想。从寻找能够赋予永生的哲人之石,到硅谷最富有的技术精英们日益疯狂的自我实验,对永恒青春的痴迷依然强烈。然而,最新的科学进展能为延长寿命甚至逆转衰老提供哪些希望呢?
诺贝尔奖获得者、结构生物学家Venki Ramakrishnan教授出版了一本名为《我们为何会死:衰老的新科学与追求永生》的书,该书入围了2024年皇家学会Trivedi科学图书奖。在这本书中,他解释了最新的科学理解,即我们为什么会衰老,以及如何防止衰老。他考察了延长寿命的尖端努力,并提出了关于死亡、衰老以及如何增加长寿、健康和充实生活的可能性的深刻问题。
“我写这本书的原因是一个重大的存在主义问题:我们为什么衰老和死亡?”Ramakrishnan教授说,他在剑桥MRC分子生物学实验室的结构研究部门领导一个实验室。“我认为我们可能是唯一意识到这一点的物种。自我们意识到死亡以来,这影响了人类的思想。各种宗教对死后会发生什么都有不同的看法,都认为这是一种过渡而不是最终的终点。但在我们存在的大部分时间里,我们对此无能为力。只有在过去50年里,分子生物学在理解衰老过程中的分子层面发生了巨大进步,这些积累的损伤最终导致了死亡。”
“同时,死亡本身也是一个有趣的事情,因为当我们活着时,大多数细胞都在死亡。我们每个人体内每天都有数百万个细胞死亡,其中一些实际上是自然生物学的一部分,是必需的。同时,当我们死亡时,大多数细胞仍然是活的。这就是为什么你可以捐献器官,它们会在别人体内继续存活。因此,衰老和死亡是一个奇特的现象。”
他解释说,另一个写书的原因是,随着我们活得更久、年龄更大,发达国家如英国、日本、韩国和许多欧洲大陆国家的生育率正在下降。“维持稳定人口的唯一方法实际上是通过移民。”他说。
老龄化人口引发了一个如何使人们在老年时保持健康的问题。“对于许多老年疾病来说,最大的风险因素就是年纪大,如糖尿病、癌症、心脏病、痴呆症等。当你年纪大时,这些疾病的发生概率要高得多,因此非常需要理解和尝试做些事情来促进健康老龄化。”Ramakrishnan教授说。
与此同时,他对围绕抗衰老关注而兴起的伪科学和保健品业务表示担忧。“这已经产生了大量的炒作。”他说,“人们出售各种补充剂,并声称我们所有人都可以活到100岁以上,甚至很快可以活到150岁。我认为,由一个没有利益冲突或任何销售动机的人来认真审视这一切,并说出我认为正在发生的事情,会是一件好事。”
然而,他知道有两位诺贝尔奖得主因研究结果令人鼓舞而服用了一种特定的补充剂。
意外的发现
我们衰老和死亡的原因并不像乍看之下那么简单。“我写这本书时对进化论有些天真。”Ramakrishnan教授说,“我们的寿命各不相同。像蜉蝣这样的昆虫只活一天,蝴蝶可能活几周。而在另一端,有些物种可以活几百年。我以为这意味着衰老是程序化的,每个物种都被设定在一定时期后死亡,这样可以让后代取代它们,推动进化的发展。”
但实际上,这是一个天真的想法,事实证明,进化并不关心你活多久。进化选择的是一个平衡点,优化的不是寿命,而是适应性,即传递基因的能力。所以,如果你是一种可能很快被吃掉、饿死或旱死的动物,进化选择一个能让你健康活很长时间的新陈代谢是没有意义的,因为你不会活那么久。
他解释说,对于有许多天敌的老鼠来说,快速生长并产生大量后代是有利的,即使它们早死也没关系。但对每种物种来说,选择都是不同的,存在一种“大致与体型和新陈代谢相关”的关系。“一般来说,体型越大,寿命越长。”他说,尽管他也承认有例外。
另一个普遍的规律是,“新陈代谢越快,寿命越短”。因此,许多长寿的动物新陈代谢较慢。
另一个“意外”是,衰老不仅仅是磨损。“不同物种的寿命差异很大,我们都是由相同的材料构成的:DNA、脂质和蛋白质。我们不断修复磨损,否则我们活不了多久。这些过程在不同物种中有所不同,因此有许多方法可以理解到底是什么在衰退。”他说。
我们衰老的真正原因
衰老似乎与体内衰老细胞的数量有关。衰老细胞是指那些已经老化并停止分裂但尚未死亡的细胞。它们可以在全身组织中累积,并释放有害物质,引起炎症并损害附近的健康细胞。
Ramakrishnan教授解释说:“我们的DNA积累变化和损伤,导致衰老;这被称为端粒缩短,导致细胞变得衰老,不再正常工作,无法分裂,反而分泌炎症化合物。在生命早期,这是有益的,因为它是对感染或伤口等压力的反应,是在信号受损,不继续分裂,因为那只会制造更多问题,而是信号免疫系统来修复损伤。但随着年龄的增长,这些细胞以更高的频率变得衰老,同时,我们免疫系统清除它们的能力也变差了。”
最新研究
抗衰老研究着眼于如何减缓这一过程。事实证明,有几种治疗方法可能有助于患者延缓衰老。
“一旦细胞变得衰老,就很难恢复。”他说。但一个新兴的衰老研究领域是senolytics,研究如何杀死衰老细胞,使它们不再引起炎症和问题。“这在动物身上显示出非常有前景的结果。”Ramakrishnan教授说。“问题是,你能安全地做到这一点吗?目前有一些临床试验正在使用细胞分析,看看它们是否可以帮助人类条件。”
药物治疗
一个证明有前途的研究领域是一种免疫抑制药物,它模拟限制热量摄入的一些效果,已知这会影响寿命。“人们发现,限制动物的热量摄入会使它在许多方面类似于年轻动物,并改善许多衰老症状。”Ramakrishnan教授说。
“热量限制影响多个途径,但其中一些途径可以通过药物抑制,有些药物的效果与热量限制相似——也许不是完全相同,但相似,其中之一是雷帕霉素。当然,雷帕霉素也是一种免疫抑制药物。”
“它被用于移植受者,以防止移植器官被免疫系统排斥。当然,如果你抑制免疫系统,你就更容易感染。如果受伤,你无法轻易愈合伤口。它还有许多其他副作用。因此,未经适当试验就给予雷帕霉素并不是一个好主意。当然,倡导雷帕霉素的人建议,也许可以通过调整剂量来获得好处而不产生副作用。或者可以找到与雷帕霉素类似的化合物,也许是雷帕霉素的修饰版本,具有好处而不产生副作用。这些都是人们正在研究的方向。”
他认为,这些药物是最有希望的治疗方法,可以更容易地推广到普通人群。“如果我必须打赌短期内会发生什么,我认为这些模仿热量限制的药物或破坏衰老细胞的药物——这些senolytics,我认为这两种药物是可扩展的。你可以把它们作为药片服用,如果有效,它们可能会对大量人群有用。我认为这些药物在至少尝试进行人体试验方面也更为先进。”
年轻血液
在一些早期有希望的小鼠实验中,似乎从年轻动物向老年动物输血可以带来抗衰老的好处。著名的是,亿万富翁科技高管Bryan Johnson开始接受儿子的血浆输血,希望开始逆龄生长。
“我相信他尝试了一段时间,觉得没有达到预期效果,所以停止了。他从儿子那里得到血液,然后又捐给父亲。所以这是一个三方传递。”Ramakrishnan教授说。
“这在小鼠身上确实有效。但最初小鼠是物理连接的。因此,不清楚年轻小鼠是否有更好的器官来清洁血液,只是进行了某种清洁活动,还是有其他因素。后来他们给未连接的小鼠输注年轻血液或老年血液,其中一个实验表明,老年血液对年轻小鼠造成的伤害比年轻血液对老年小鼠带来的好处更多。”
“无可争议的是,年轻血液和老年血液之间存在差异。因此,人们正在研究年轻血液中的有益因子。这是一个正在进行的研究领域,但作为寿命延长的方法,我认为它不会立即非常有用。然而,我认为这方面的研究可能会带来一些非常有趣的成果。”
再生医学
目前取得重大进展的一个研究领域是细胞重编程。“这是一个非常具有挑战性但也非常令人兴奋的领域。”Ramakrishnan教授说。
“这是再生医学这个广泛领域的一部分,你可以诱导再生通常不会被替换的组织的能力。例如,心肌很少被替换,但如果你有受损的心肌并且能够恢复心肌,这将是一个大事件。”
“对我来说,一个特别关心的领域是软骨。如果你能够在关节中恢复软骨,我们可能能够帮助治疗骨关节炎。随着年龄的增长,关节疼痛是一个非常常见的症状。或者如果你是一个男人,像我一样,希望头上多些头发……那将是一个十亿美元的市场。所以这是一个非常广泛的领域,称为再生医学。我认为抗衰老只是这个领域的一个特例。”
通常,细胞按一种方式发展。也就是说,它们从受精卵开始,逐渐变得更加专业化,最终形成这些专门的干细胞,负责生成所有组织,但最终的组织细胞无法倒退成为干细胞。随着年龄的增长,我们的干细胞数量减少,甚至干细胞的质量也在下降。因此,我们再生组织的能力减弱。这就是为什么如果我从自行车上摔下来,膝盖瘀青,恢复时间会比孙子从自行车上摔下来时长十倍。
他解释说,剑桥生物学家John Gurdon进行的一项青蛙实验表明,可以通过取一个成体细胞并“诱骗”其变成几乎像受精卵一样,从而克隆一个动物。
此后,日本干细胞研究员、诺贝尔奖得主Shinya Yamanaka发现,当激活时,可以从成年小鼠的皮肤细胞重新编程为未成熟的干细胞,这些干细胞可以生长成体内的不同类型细胞。
“他展示了你可以取四种因子并将其引入任何完全成体细胞,使其在发育过程中倒退,变成像早期干细胞一样,可以生成任何类型的组织。”Ramakrishnan教授说。这可能用于逆转衰老的迹象和症状。
“这并不是一个很容易适用于人类的方法,”他解释说,“但这是一个非常令人兴奋的领域。”
然而,任何治疗都需要复杂的程序,不会像“吃一颗药丸”那样简单。而且可能会带来癌症的风险。
尽管如此,这“是少数几个不仅有可能减缓衰老,甚至可能逆转部分衰老”的方法之一。
有哪些值得服用的抗衰老补充剂?
Ramakrishnan教授说:“有些人提倡一种叫做NAD前体的补充剂。NAD是我们从维生素B3合成的一种化合物,是一种非常重要的化合物,因为它在许多化学反应中是必需的。”
“背后的理念是,随着年龄的增长,我们合成这种化合物的能力下降,因此这种化合物的水平处于非最佳状态。因此,你可以服用一些补充剂,这些补充剂可以作为身体生成NAD的起始材料。”
“如果你给老年小鼠服用这些补充剂,它们似乎有一些益处,但它们对人类有多大益处,以及长期服用会发生什么,我认为还需要进一步研究。”
虽然他自己不服用这种补充剂,但Ramakrishnan教授说:“我实际上认识两位诺贝尔奖得主,包括剑桥的一位,他们在服用。”
他建议如何延缓衰老?简单的答案是睡眠、饮食和锻炼的三重组合。“我在书中说,这可能是保持老年时相对健康的最有效方法。”他解释道。
“我建议进行有氧运动以获得心血管益处,但也要进行负重运动,如阻力训练,以增强力量,防止肌肉流失,这是随着年龄增长的一个问题,这也有其他好处。例如,压力是一个问题,会加速衰老。这些措施也会改善你的压力水平。”
“我也服药。例如,这些措施对胆固醇和高血压也很有效。但我的指标一直在上升,所以我最终开始服用降压药和他汀类药物。”
“你可以认为这些是抗衰老药物,因为它们让我在老年时保持健康,使我更不容易死于中风或心脏病。”
“我每天还服用半颗维生素片。我可能不需要,但当我旅行时不一定吃得很好。所以,心理上,它给了我一些信心。”
皇家学会Trivedi科学图书奖的获奖者将于10月24日公布。
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