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新型“长寿”药

2018-07-27张浸

大科技·百科新说 2018年5期
关键词:印第安纳州端粒阿米

张浸

健康长寿的阿米什人

在美国的印第安纳州生活着一群阿米什人,他们穿着朴素的衣物,过着避世的生活。阿米什人不用电,因为在他们看来,电是与外面世界连接的载体,而《圣经》告诫他们不要与“世俗世界”趋同,那会摧毁他们生活。由于宗教信仰的冲突,18世纪,阿米什人从欧洲德国、瑞士等地漂洋过海来到美国,定居在宾夕法尼亚州,后来逐渐扩散到美国其他州,如爱荷华州、伊利诺伊州、印第安纳州等。

有意思的是,科学家们在印第安纳州伯尔尼的阿米什人身上发现了一个突变基因SERPINE1,携带此基因的阿米什人的寿命更长,而且也更加健康。携带者与非携带者生活于同样的环境,有着相似的生存条件,而且有些还是近亲关系,所以可以判断并非由于外部条件使他们更长寿,这个突变的基因应该是关键。

而由于他们的生活几乎是与世隔绝的,因此他们的基因也是孤立的,生活在这里的大部分人多多少少都有些亲属关系。自突变基因来到这里后,便在此兜兜转转,再也没有出去过,所以除了印第安纳州伯尔尼阿米什人以外,其他地区的人,甚至同样是来到美国的阿米什人都没有这种突变的基因。他们可能是这个世界上唯一发生这种基因突变的人群。

探秘长寿之谜

为了探讨这个长寿之谜,2015年5月,科学家研究了177名印第安纳州伯尔尼的阿米什人的基因。还对被试者进行了一系列的检查,包括采集空腹血标本、超声波心动图、心脏收缩压测试、脉搏波速检测、肺功能检测和尿样检测。同时,研究人员采集了他们的纤维母细胞和干细胞进行培养,以研究突变基因在细胞层面上的影响。

他们发现携带突变基因的阿米什人的端粒比未携带者的要长10%。端粒是染色体末端的DNA,与细胞衰老死亡有密切关系。除了生殖细胞和癌细胞,其他细胞内的端粒都會随着细胞分裂次数的增加而缩短,一旦端粒耗尽,那么细胞就会走向凋亡。携带突变基因的阿米什人有更长的端粒,说明他们的细胞相较于其他人可以活得更久。

此外,在这些突变基因携带者中,有两种不同情况。一些人携带的是一对突变的等位基因,而另一部分人则是等位基因中的一个基因发生了突变。含有一对突变的基因的人虽然一般情况下会比普通人长寿,但是会受出血性疾病的困扰,还可能会出现不同程度的心脏纤维化症状。而只含有一个突变基因的人健康水平明显高于普通阿米什人,也比普通阿米什人长寿。

在调查的过程中发现,凡是突变基因携带者都不会患上糖尿病,而未携带者中有7%的人会患有糖尿病。科学家认为,这是因为携带突变基因的个体空腹胰岛素水平低,而血糖水平正常。通常情况下,空腹胰岛素水平低的人血糖也会不正常,容易患上糖尿病,而突变基因携带者却是十分正常,这也许说明了他们只需要较少的胰岛素就能够维持血糖平衡。

另外,突变基因携带者的PAI-1水平低,PAI-1是一种与细胞衰老有关的蛋白质,PAI-1水平越高,人就越容易衰老,PAI-1的部分缺失可防止衰老。同时,PAI-1在调节人体凝血系统中起着重要作用,可以帮助凝血,但是,如果PAI-1水平过高,就会导致形成血栓。单个突变基因携带者的PAI-1水平较低但还算正常,所以它有利于抗衰老以及使血管更有弹性和活性,却没有任何不良反应。但是,携带两个突变基因的人PAI-1水平过低,难以凝血,所以一旦流血就会出现血流不止的状况,这也就解释了为什么有的阿米什人会患有出血性疾病,受伤后血流不止。

科学家认为,这是第一次在同一个个体身上出现影响衰老的多种因素:分子水平的端粒、代谢指标的胰岛素、心血管指标的血压和血管硬度等都朝着抗衰老的方向变化。基本可以确定,这个基因的突变是有利的。

既然已经证实这个基因突变可抗衰老,而这些指标都是抗衰老的反映,那么是否可以通过调控这些指标或某种指标,来让其他人也像这些携带者一样可以健康长寿地活着呢?

研制“长寿”药

如果有“长寿”药,你吃吗?

美国的西北大学与日本东北大学合作,正在研制一种新型口服“长寿”药,叫做TM5614。药物的研制者把重点放在对PAI-1产生的作用上,这种药物可以抑制PAI-1水平。

研究人员用小鼠来测试这种药物的作用,正在快速衰老的小鼠服下药物后,平均寿命要超过对照组小鼠的三倍,并且它们的肺和血管没有出现肺气肿和动脉硬化等衰老症状。我们知道,在细胞老化时,就会失去再生能力,会分泌出某些蛋白质,PAI-1就是其中之一,不难发现,我们身边的许多老人的血管会出现血栓或者硬化现象,很有可能就是PAI-1搞的鬼。在小鼠身上的实验无疑是成功的,但对人体是否同样有效呢?

日本东北大学的研究已经着眼于人体,这个研究分为两个阶段,第一阶段是毒性检测。2017年夏天,TM5614被测试于160名健康的志愿者,结果实验证明这种药物对人体是安全无毒的。之后便进入第二阶段的测试。在这个阶段,研究人员需要确定该药物是否会影响骨髓中的造血干细胞的活动。

他们还想要了解PAI-1抑制药物对化疗病人是否有积极作用,接受化疗的病人一般血细胞水平会降低,这种药物是否能够提高他们的红细胞、白细胞、血小板水平,是否能够减少感染、贫血等并发症的发生。研究人员猜测,PAI-1会加速骨髓中造血干细胞的迁移和释放,造血干细胞可以更快地分裂分化出各种血细胞。

当然,最关键的还是要把控PAI-1水平,因为它既不能高也不能过低,否则都会带来一系列问题。不过相信这些问题在经过研究人员不断的测试、实验后就能提交让人满意的答卷。

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