人類或已解開長生不老密碼!這群北美土著的基因,讓人類看到希望

2020-12-23 造就

雖然避免使用現代醫藥,一些阿米什人的壽命卻超乎常人。對一隻可憐的小鼠而言,這意味著生命的第二春。對人類而言則是逆轉衰老的希望。

道格·沃恩(Doug Vaughan)醫生的小鼠情況不容樂觀:全身毛髮掉光,心臟病隨時可能發作,腦部充斥蛋白質斑塊——在人體內,這些斑塊就是阿爾茲海默病的徵兆)。極度衰老的跡象一應俱全,而同一個實驗室(芝加哥的芬伯格醫學院實驗室)內,與之年齡相仿的小鼠卻充滿了青春活力。

這些嚴峻的生命體徵意味著沃恩的實驗進展十分順利。這隻小鼠經過了基因修飾,體內產生了過多會加速衰老的PAI-1蛋白。雖然它本來年齡不大,但從生物學角度來說已經時日無多。

然而情況卻發生了變化,原因就是日本東北大學教授宮田敏男(Toshio Miyata)寄來的包裹。包裹中是一種實驗藥物。宮田敏男希望,這種藥物能減少老鼠體內PAI-I蛋白的量,逆轉其發生的極度衰老。十分好奇的沃恩將藥物混入小鼠的食物中,指望它多活一些時日,至少能讓人看出藥物有沒有效果。這種基因型的小鼠常常毫無徵兆地猝死。

在用藥數周之後,沃恩發現小鼠重新長出了毛髮,健康狀況也開始改善。他眼看著小鼠一天比一天年輕。宮田敏男的藥物似乎能減緩機體衰老死亡的細胞過程。

而今,最新研究顯示,某些人擁有一種基因,其作用和宮田敏男的藥物如出一轍。在美國的印第安納州,少數阿米什人擁有一種基因突變,導致他們的PAI-1蛋白水平減半,平均壽命延長十年。擁有這種突變基因的人即使年紀大了,其血管壁也極具彈性,這是心血管健康的標誌。

「我想,這可以納入抗衰老解決方案,用於延長個體壽命,」沃恩說。若能將這種變異複製到其他人身上,我們或許能抗擊最難避免的疾病——衰老。

印第安納州的阿米什社區常成為衰老研究的對象。上個世紀,美國人的平均壽命從50歲左右上升到了75歲上下。同一時期,阿米什人的平均壽命則始終維持在70-74歲之間。

不過,阿米什人沒有接納21世紀的很多生活方式。「阿米什人延續著18世紀的生活方式,並沒有好好利用現代醫藥,」沃恩表示。相對於其他美國人,他們不太注射疫苗,不怎麼接受腸鏡等可以及早診斷出惡性癌症的體檢。沃恩認為,要是能接納現代醫藥,一些阿米什人還可能更加長壽。

擁有這種長壽突變的人少之又少。「存在這一突變的,也許只有印第安納州北部的這個阿米什血緣族,」沃恩解釋說,「它並不在阿米什人中普遍存在。」他說,這一突變可以追溯到18世紀中葉由瑞士移民美國的一對夫婦。人們最初發現這種突變是因為該社區一個女孩出現凝血過度的症狀。研究人員最終發現,她有兩份這樣的「長壽突變」。

沃恩帶領由40名研究人員組成的團隊,驅車來到印第安納州北部,設立了一個臨時性的醫療中心,從伯恩(Berne)地區的阿米什社區採取血樣。在他們所聯繫的人中,有一半都騎著馬或駕著馬車前來參與研究。「對於這個變異,以及它可能跟衰老與健康有關這一點,他們都很好奇,」沃恩說。站在醫療中心裡,他不禁觀察起前來採血的老老少少。「我想看看他們的頭髮,但他們一直戴著帽子」他打趣說。

最終,沃恩找到了43名帶有該突變的人,他們的壽命平均比社區中其他人長了10年。按照他的估算,帶有同種突變的人可能最多還有300個,在伯恩地區的阿米什血緣族中佔5%左右。在實驗開始前,他並沒有預料到,自己會發現這種突變和長壽有著如此明確的聯繫。「我很驚訝,」他說。

伯恩的這些阿米什人長壽的關鍵深藏於他們體內每一個細胞之中。幾十年前,科學家就已經知道,生物學衰老與端粒(染色體末端的小帽子,它保護著染色體,對細胞複製也至關重要)的長度有關。這個過程伴隨著人們的衰老。「隨著人們日漸衰老,這種端粒都會所有減損,」沃恩說,「它追蹤著我們逐步隕滅的過程。」

隨著人的衰老,端粒會不斷縮短,到最後,細胞失去複製能力。這些不再複製的細胞與組織釋放出大量的PAI-1——也就是讓沃恩的小鼠極度衰老的那種蛋白質。

編碼PAI-1表達的是SERPINE1基因,而在沃恩找到的那43個人體內,兩個SERPINE1副本中的一個都屬於突變體,也就是說,他們的其中一份SERPINE1是無效的,因此只會產生相當於正常量一半的PAI-1,端粒縮短速度由此減緩,他們的壽命也得以延長。

從沃恩的研究結果中可知,若能讓SERPINE1基因的其中一個副本失效,我們或許就能延長壽命,就像他的小鼠和那43個阿米什人一樣。這43人的PAI-1蛋白雖然只有正常人的一半,但他們看上去健康如常。在目前的早期階段尚無跡象表明,在人體中誘導這一突變會有什麼危險。

然而,我們如何從這種有望延年益壽的發現中獲益呢?選項之一是使用「基因剪刀」CRISPR技術,對人類胚胎基因組進行編輯。今年早些時候,中美兩國研究人員就開展了此類編輯,只是到目前為止,這項研究還沒有在真正會長成人類嬰兒的胚胎上進行。「再要等上幾年乃至幾十年,這種手段才會成為主流,」沃恩說。

沃恩認為,我們應研發藥物來抑制人體內PAI-1的產生就像他用於小鼠的那種藥物。在日本,宮田敏男已經開始進行人體實驗。而沃恩表示,要測試其效用,一種比較好的方式是用於那些急速衰老的群體,比如HIV感染者群體。與此同時,宮田敏男正考慮在日本註冊這種藥物,用於治療禿頂。

PAI-1水平降低似乎與很多健康益處有關,包括改善新陳代謝,降低糖尿病的發病率等。被施予PAI-1抑制藥物的肥胖小鼠也更容易減重。但人類長壽也有其黑暗的一面。細胞越是能長久地複製下去,發生癌症的風險也會越高,因為致癌突變會在細胞複製時潛入DNA。

就目前而言,沃恩說,人類長壽的未來就落在細胞死亡與癌症之間的交界線上。

相關焦點

  • 專家發現「長頭骨」,基因與人類不符?
    古代的科學技術非常落後,我們在很多壁畫中所看到的類人形象其實就是古人心中的神明,在這些壁畫中,我們時常能看到戴著長帽子或長著長頭骨的形象,這並非杜撰出來的,在某些原始的土著民族中仍然還保留著這樣的習俗,那就是將頭骨長期固定成為長長的形狀。
  • 《基因傳》 破譯人類的遺傳密碼
    在探究常態、身份、變異與遺傳奧秘的過程中,《基因傳》誕生了。1 破譯人類遺傳法則的研究穆克吉將人類研究基因的歷史,在《基因傳》裡作了全景式的描述。他的寫作時間軸,從1865年起的「遺傳科學曇花一現」,一直到2015年後的「人類後基因時代」。
  • 老鼠與人類基因重合度達85%,香蕉50%,為什麼它們也有人類基因?
    人和人之間的基因相似度達到了99.9%人類與黑猩猩的基因相似度達到了96%人類和老鼠的基因相似度達到了85%人類和香蕉的基因相似度達到了50%>從以上可以看出,人類與許多生物的基因都有大量重合, 這是為什麼呢?
  • 不死的「奇蹟女孩」,零下25℃被凍成冰柱,人類實現長生的希望?
    以現在的科技水平,是不可能是實現真正的長生,因此很多人把這個希望寄托在未來上,或許在遙遠的未來,有科技可以保證人類的意識永遠存在,但現代人似乎沒有可能享受到。不死的「奇蹟女孩」,零下25℃被凍成冰柱,卻奇蹟生還長生不老現在似乎是無法實現,不過1980年,美國明尼蘇達州的一個女孩,卻讓人們看到了希望。
  • 人類為何難以實現永生?誰控制了人類?如何破解永生之謎?
    相信很多人和小編一樣,認為長生只不過是一個夢想,可是站在科學的角度上來說,長生不老很有可能會實現,進入現代社會後,對於長生不老的研究並沒有因此降低,反而越來越多的科學家們,加入到了尋找長生不老解藥的隊伍中,想方設法讓人類實現永生,首先我們要清楚死亡背後的秘密,如果人類實現永生後會做些什麼,我們不能一味地想要實現永生,而是要解開永生背後的謎題。
  • 蔡時青:人類已經有望實現「長生」,但我們的目標是「不老」
    然而長生不等於不老,假如我們在延長壽命的同時,卻不能解決諸如老年痴呆這樣的退行性疾病,延長壽命一定程度上等於延長了肌體衰老帶來的痛苦,這樣的長生是我們想要的麼?那麼,長生與不老可以同時實現麼? 這是大家非常關心的話題,也是人類永恆的話題。
  • 肥胖基因遺傳給下一代? 基因解開你的健康密碼
    肥胖基因遺傳給下一代? 基因解開你的健康密碼 原標題:   這組團隊曾研究了人與恆河猴這兩種高度群居的靈長類物種處於孤單狀態時的健康變化,已經識別出了孤單和一種他們稱之為「應對逆境的保守轉錄」現象(CTRA)的聯繫。這種反應的特點是與炎症相關的基因表達增多,而與抗病毒相關的基因表達減少。本質上來說,與不孤獨的人相比,有效免疫反應降低,同時炎症的風險增大。
  • 人類祖先曾與未知人種雜交?科學家從人類唾液,發現另一生物基因
    他們的研究可信度較高,因為他們是提取基因當中的muc7蛋白進行研究的,這種蛋白存在於人類唾液中,唾液粘稠也是因為它。在人類進化的過程當中,muc7起到了重要的作用,因為這種蛋白的存在,可以讓人類對細菌感染有一定的抵抗力。除此之外,muc7對於人類的基因研究也存在著較大的便利性。這一組muc7是從非洲人的基因當中提取的。這些非洲人生活在撒哈拉沙漠。
  • 人類在進化中丟失數萬DNA 大部分已無用
    2014年,谷歌公司宣布,他們希望把人類的基因組儲存在雲端。  這些基本的生物化學單元構成了DNA鏈,並組成基因密碼。  研究人員說,這些基因序列當中大約有一半看來是重複的DNA部分,但其中的2796萬個鹼基對是獨一無二的。  這可能相當於成千上萬個基因,儘管這些DNA的很大部分可能本來不會起作用。
  • 揭秘人類為什麼會有不同膚色的人種?
    這一段是整個人類進化中離現代最近的、局部的一個階段,也是很重要的一個階段。人類起源於非洲,這是考古學家通過長期的考古發掘得出的結論。人類誕生後,必然會不斷地遷移,由於遷移的地方不同,所處的環境不同,從而產生了不同的膚色。居住在非洲的因為陽光強烈,膚色變黑;歐洲因為陽光較弱,膚色就白;亞洲居中,膚色也居中。
  • 人類壽命增加到千年,會給地球帶來哪些影響?
    如果人類突破了基因密碼技術,平均壽命達到了千年以上,我希望是從群星璀璨的那個年代開始。愛因斯坦、波爾、狄拉克等一大批科學家將保持長久的巔峰創造期,人類的基礎科學領域也許會遙遙領先於目前的水準,畢竟基礎科學長期沒有重大的突破了。
  • 對人類基因下手怎樣
    不久之後,何塞爾聯繫到哈佛大學著名遺傳學家喬治·丘奇(George Church),試探他對所謂「人類基因組計劃2.0」的興趣。「在我看來這是顯而易見的,」何塞爾回憶道,「如果我們能夠讀取和分析人類基因組,那我們也應該能夠編寫它。」一年後,何塞爾的願景成真。
  • 未來一群超級人類將通過基因工程甩開其他人類 最終接管地球?
    所謂「基因編輯」,簡單來講,則是以以極高的準確性,精準地對基因組進行編輯。它可以引入一段基因,消除一段基因,甚至是可以對基因組進行單鹼基的修改。 是的,基因編輯,正式應用到了人類自身了。人類第一次,運用基因科學這個,在分子層面上修改人類生命的藍圖。 全世界一片驚恐。因為,修改人類生命,這本來只是上帝才有的權力,人類無權躥越。
  • 神奇的人類基因:黑人需要幾代混血,才能變成白種人?
    根據人類的膚色的特點,世界上主要分別是黃種人,白種人,黑種人以及棕種人。其中黃種人只要分布在亞洲,南極地區以及南美洲的印第安人。白種人最早起源於北非土著,但由於人口的流動,以及環境的變遷,最後他們都搬到北非、南亞、歐洲甚至逐漸擴散到南北美洲和大洋洲。棕種人主要來自於古代美洲的印第安文明,他們的祖先是美洲土著。
  • 人類:一種也沒什麼特別的動物——讀《人類簡史》
    作者描寫了一個200萬年前,東非地區一群很像人類的生物,生活的場景,和現代人非常相似。但是,作者也說了,這些「人」和大象、猩猩也沒有什麼不同。就是說,尤瓦爾赫拉利認為這些「人」,就是今天我們這群人類的「先祖」,為了區分,把現在的,我們這種人稱之為「智人」。
  • 人類胚胎基因可變,是醫療界的「潘多拉」魔盒?
    近日,有中國科學家宣布可以改變人類胚胎的基因,修復其中的致病部分,並且這一「優質基因」可以得到遺傳。正是由於修改過的人類基因可以被遺傳,不少國內外的科學家認為這一技術的持續發展將會對人類未來帶來不可估量的影響。如果該技術繼續發展,意味著阿爾海默茨症候群、唐氏症候群等家族遺傳疾病存在徹底根除的可能。
  • 人類是「外來物種」?基因序列中的「37」,或已暗示
    人類到底是來自哪裡?長時間以來,人們已經逐漸推翻了神靈創造這一理論,大部分人相信並且認可人類不是神創造的,而是人類經在漫長的時間裡經歷生存淘汰不斷選擇進化,最終演變成今天這個樣子,這也是達爾文在《物種起源》中的一個結論。
  • The New Red Order——關於北美土著文化的嚴肅玩笑
    The New Red Order (NRO) 是一個來自美國的藝術家小組,核心成員是 Adam Khalil、Zack Khalil 和 Jackson Polys,對北美土著文化的興趣將他們集結在一起
  • 老鼠的基因跟人類基因相似度達85%,為什麼長相完全不一樣
    一些新出現的藥品等,往往都需要先在老鼠身上進行實驗,確定沒有問題之後,才開始應用在人類的臨床上。為什麼科學家很多的生物實驗都要在老鼠身上進行?其實原因並不複雜,主要是老鼠的基因跟人類相似度非常高。根據科學家的研究發現,老鼠的基因跟人類基因相似度達到了85%以上。
  • 破解了人類基因並向造物主發出挑戰,科學狂人充滿爭議的一生
    險些壟斷人類基因組1985年在美國能源部的會議上,科學家提出「人類基因組計劃」(Human Genome Project),計劃在2005年完成人類約2.5萬個基因的測序工作,繪製出人類基因圖譜,破譯生命遺傳密碼。