衰老组织或能够恢复青春 研究步入人体试验阶段

血液抗衰老研究步入人体试验阶段

在以往的研究中,科学家把动物连接在一起,证明了年轻的血液能让衰老的组织恢复青春。现在,有研究人员开始实验这个方法在人类身上能否发挥作用。他们真的能逆转衰老的时钟吗?

一项最新研究称

血液中有一种蛋白质能让老鼠“变年轻”

去年5月,《科学》杂志上刊登了两篇由美国哈佛大学干细胞研究所等单位科学家发表的论文,称他们发现血液中的一种蛋白质GDF11,能让老年小鼠表现得像健康的年轻鼠,显著提高其心脏、骨骼肌和脑功能。

论文一经发表,立刻吸引了香港一家公司的关注,这家公司属于一个有着老年痴呆病史的家族。在一名家庭成员接受了一次输血,病情有了暂时性改善后,该公司为相关研究人员提供了初始资金,由美国斯坦福大学神经科学家托尼·魏斯-克雷成立了一家名为Alkahest的新创公司,以推动这一方法转化为人类临床实验。该公司去年9月开始在斯坦福大学进行随机双盲实验,测试用年轻血浆治疗老年痴呆症的安全性和有效性。在计划的18个老年痴呆患者中,有6个年龄在50或50岁以上,已经开始接受血浆治疗,这些血浆来自年龄在30或30岁以下的年轻人。除了监控疾病症状以外,研究人员还在搜寻脑扫描和疾病血液标记的变化。

魏斯-克雷说:“我想这会让人恢复青春,我们正在重启抗衰老的时钟。”对魏斯-克雷的这一豪言,他的同行们更加谨慎。哈佛大学干细胞研究所的艾米·伟杰斯说:“我们不是在减小动物的年龄,而是在恢复组织的功能。”正是她在年轻鼠血液中发现了使肌肉恢复活力的因子,但她认为这类因子不能把老年组织变年轻,而是帮它们修复损伤。

研究成果得益于“联体共生”技术

这一研究结果,得益于一种叫“联体共生”(Parabiosis)的技术。这一技术已经有150年的历史,就是把两只动物的血管系统连在一起,模拟自然界中血液共享的例子,如联体双胞胎或联体动物,它们在子宫时共享一个胎盘。通过联体共生,可以测试一个动物血液中的各种循环要素在进入另一个动物体内后会出现什么情况。而通过对联体啮齿动物对的实验,研究人员曾在内分泌学、肿瘤生物学和免疫学等方面取得了多项突破。

最早将联体共生应用到抗衰老研究中的,是美国康奈尔大学生化学家和老年医学专家克雷夫·麦克。1956年,他的小组将69对有年龄差的大鼠连在一起,其中包括一对1个半月和16个月的联体对,这相当于5岁大的孩子和47岁的成人配对。结果9到18个月以后,老年鼠的骨骼在重量和密度上变得和年轻鼠差不多。到了1972年,加利福尼亚大学的两位科学家研究了年老和年轻联体共生鼠的寿命,年老鼠比对照组多活了4到5个月,这首次表明年轻的血液循环可能影响寿命。

干细胞生物学家欧文·魏斯曼30年来一直利用自然的联体共生动物史氏菊海鞘来研究干细胞和再生。1999年,他在斯坦福大学实验室新招的一名博士后研究员艾米·伟杰斯想研究造血干细胞的运动和命运,魏斯曼便建议她用联体共生鼠,并用荧光标记想跟踪的一只小鼠体内的细胞。伟杰斯的实验很快带来了关于造血干细胞特性和迁移的两项发现。

2002年,斯坦福大学神经病学家托马斯·兰道实验室博士后研究员伊琳娜·康博伊和她的丈夫迈克尔·康博伊,开始和伟杰斯合作。兰道说他并不抱多大希望,然而实验却显出了效果。经过5周后,年轻鼠的血液修复了年老鼠的肌肉和肝脏细胞,主要是通过引发衰老干细胞重新开始分裂。研究小组还发现,年轻血液使老年鼠的脑细胞生长增加了。所有这一切都表明血液中包含着难以捉摸的因素或因子,在调节着不同组织的衰老节奏。

此后研究小组成员开始独立研究血液中有恢复组织活力功效的成分。2014年,伊琳娜和迈克尔识别出血液循环中一个抗衰老的因子:催产素。在给老年鼠有系统地注射这种激素后,两周内就通过激活肌肉干细胞而再生出了肌肉。

伟杰斯一直在哈佛大学开展抗衰老研究,她招募了研究不同器官系统的专家,帮助评估年轻血液对各个组织的抗衰老效果。在英国剑桥大学神经科学家罗宾·富兰克林的帮助下,她的小组证明了年轻血液能促进老年鼠受损脊髓的修复;在哈佛大学神经科学家李·鲁宾的帮助下,她发现了年轻血液能在脑和嗅球系统引发形成新的神经元;与波士顿布里格姆与女子医院的心脏病专家理查德·李合作,她发现年轻血液能逆转老化性心壁增厚。

在李的帮助下,伟杰斯开始筛查哪些蛋白质只在年轻血液中含量丰富而老年血液中稀有。一种名为生长分化因子—11(GDF11)的蛋白质进入了他们的视野。伟杰斯和李证明了,直接单独输入GDF11就足以在生理上增加肌肉的强度和耐力,还能逆转肌肉干细胞内的DNA损伤。目前除了伟杰斯实验室以外,还没有其他小鼠研究能重复这一发现,但在果蝇体内发现了一种类似的蛋白质,能延长寿命,防止肌肉老化。

魏斯-克雷的实验室就挨着兰道的实验室,克雷在以往研究中发现,在老年人和老年痴呆患者血液中,蛋白质和生长因子水平有明显改变。他继续了兰道未发表的脑研究实验,用年老—年轻鼠对证明了输入年轻血液的老年鼠的神经元生长确实增加了,而输入老年血液的年轻鼠的生长减少了。

只是输入血浆也有同样效果。“我们不必交换全部的血液。”魏斯-克雷说,“它确实就像药物一样。”随后,他们观察了全部交换脑中血液的情况,发现年轻血浆激活了老年鼠大脑的可塑性和记忆形成,提高了它的学习和记忆能力。

只是,这两项实验都未经过评审。魏斯-克雷第一次把这一发现寄给一份杂志时被拒绝了,答复是:这太好了,但不一定是真的。于是他的小组又在加利福尼亚大学旧金山分校花了一年时间来重复实验——这里有不同的设施、不同的人员、仪器和工具。研究人员得到了相同的结果。“在那之后,我真的放心了。”克雷说,“我确信它是管用的。”他的研究终于在去年5月份发表,并在香港公司的资助下成立了Alkahest公司。

也有人担忧

带来不可知的风险

伟杰斯渴望看到新的研究成果,但她也担心会出现找不出原因的失败,这可能会使整个领域倒退。比如,一个30岁的捐赠者的血浆里可能不含有对老年痴呆病人有利的因子。她、兰道和其他人宁愿去测试一种特殊的血液因子或实验室合成的因子组合,这样能充分理解其作用机制。

还有,是否能激活干细胞,也是挥之不去的担忧。兰道则强调,“即使我们知道了如何让细胞变年轻,还是要谨慎行事。”他表示,“我的怀疑是,用任何东西来恢复老年动物细胞活力的慢性疗法,不论是血浆还是药物,都可能导致癌症风险增加。”

迈克尔·康博伊则担心另一件事:他见过太多联体小鼠死于共生疾病,因此在人体上实验要更加小心。他说:“对任何定期给老年人输入大量血液或血浆的实验,我都会格外留神。”Alkahest首席执行官卡洛里·尼古里奇说,他很理解这种对安全性的担心,但他也指出,每年有数百万的人安全地输了血。Alkahest最初的研究预计在今年底完成,该公司计划发起进一步的研究,测试用年轻血浆治疗不同类型的痴呆和与衰老有关的症状。

不过,鉴于在抗衰老领域里希望曾不断遭遇破灭,对年轻血液的所有谨慎都是有道理的。在过去20年里,研究人员已经发现了大量具有抗衰老性质的方法,包括热量限制饮食、白藜芦醇(葡萄皮中发现的一种化学物质)、端粒酶(保护染色体完整性的一种酶)、雷帕霉素(一种免疫抑制药物,可延长小鼠寿命)以及干细胞(功能和数量都会随着人类年龄增长而下降)。然而在这些方法中,只有两种——热量限制和雷帕霉素——被证明确实能延缓或逆转多种哺乳动物组织类型的衰老,但是,这两种都还未转化成一种抗衰老疗法。前者在灵长类动物身上产生了相互矛盾的结果,而后者有毒副作用。

此外,还需要强调的是,就目前来说,任何宣传年轻血液或血浆能延长寿命的都是假的:没有数据支持。检验这种宣传的实验要花6年以上的时间——首先等待小鼠变老,然后等它们自然死亡,然后分析数据。

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