让时间停止，预防衰老，可能吗？研究人员正在研究衰老的分子基础，试图从中发现一些治疗衰老疾病的线索
安杰伊·巴特克（Andrzej Bartke）实验室的艾姆斯小鼠看似刚刚出生。然而，每一窝中都有一些小鼠产生了基因突变，这些突变可抑制或阻碍生长激素或胰岛素样生长因子（IGF）的产生。缺乏这些激素的小鼠，体积只能达到同窝正常小鼠的1/3。但在小鼠的中年期，他们的命运发生了变化：体积较小的侏儒小鼠的衰老明显不同于正常小鼠。
巴特克是斯普林菲尔德南伊利诺伊大学医学院的一名老年医学家，20世纪90年代初，他第一次观察到当正常小鼠开始出现驼背和苍老时，侏儒小鼠仍然可直立一旁。“它们依然健康，并且看起来年轻。”巴特克说。为了测试它们是否真的可以存活更久，巴特克开始进行相关的寿命研究。1996年，他公布了研究结果：正常的艾姆斯小鼠可存活约720天，雄性侏儒小鼠的寿命可延长350天，雌性可延长470天。本研究中的其中两只雌性侏儒小鼠存活了4年。这项研究首次证明单个基因突变可以延长哺乳动物的寿命。
像巴特克一样，研究人员通过研究模式动物，如艾姆斯小鼠，发现衰老是无法控制的不可逆的过程。根据控制饮食和进行其他干预的研究结果，研究人员正在深入研究相关的分子机制，希望可以开发一种药物延缓衰老，这种药物将能够预防“所有可能与年龄有关的疾病”，马里兰州贝塞斯达美国国立老化研究所（NIA）的老年医学家菲利佩·塞拉（Felipe Sierra）说。“如果能够研究出这种药物的话，将使人类的生活质量产生巨大的改变。”
吃得少，更长寿
对衰老机制的最早研究可以追溯到20世纪30年代纽约哥伦比亚大学的营养学家和老年医学家克莱夫·麦克凯（Clive McCay）。麦克凯制定了一套限制热量的饮食方案：在不造成营养不良的前提下，将摄入的热量减少30％左右。他首先用小鼠和大鼠进行了试验。自此以后，人们发现热量限制能够在所有实验物种中延长寿命，包括酵母、线虫、果蝇和狗。
在小鼠试验中，减少热量摄入可使寿命延长30％至40％。这也在很大程度上预防了与年龄相关的疾病的产生，包括癌症、糖尿病和自身免疫性疾病等。“限制热量摄入是预防衰老最有效的方法。”密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院的老年病学家路易吉·丰塔纳（Luigi Fontana）说。出于这个原因，研究人员开始从饮食上探索衰老机制，希望将其广泛应用于人类。
目前主要有两项在非人灵长类动物中进行的热量限制研究，尽管两项研究中热量研究结果都证实限制热量摄入有益于健康，但对其作用效果却并未达成一致。
对生命的渴望：给老年猕猴喂食限制热量的饮食（左），与同龄的正常饮食组猕猴（右）相比，饮食控制组猕猴更年轻并且健康状况更佳
在威斯康星州国家灵长类动物研究中心，雄性恒河猴的平均寿命约为27年。达到这个寿命的正常猴子，会出现驼背、面部皮毛灰白和躯体皮肤下垂。相反，饮食限制热量的同龄猴子目光仍然炯炯有神，皮毛发亮，尾巴直立。“这些猴子对年龄相关性疾病的抵抗力也是正常猴子的三倍。”负责威斯康星州研究的老年医学家理查德·魏因德鲁赫（Richard Weindruch）说。在这些动物中，癌症、糖尿病、脑萎缩和心脑血管疾病的患病率都低得多。
NIA在马里兰州普尔斯维尔镇进行的第二项研究，试验对象也是恒河猴。2012年8月，NIA研究组证实饮食限制热量的恒河猴，不仅能降低癌症发病率，而且还能延缓发生与年龄有关的疾病。但是，限制热量摄入似乎并没有对心血管有益，也不能减少糖尿病的发病率。
这两项研究的最大分歧与是否能够延长寿命有关。2009年，威斯康星州的研究结果初步显示，与对照组相比，限制热量摄入的恒河猴，很少死于年龄相关的疾病。NIA的研究也显示类似的结果，但并没有证实饮食限制热量可以延长寿命。
两组的研究人员说，研究结果的差异很可能是由于试验设计不同导致的――特别是对照组。老年医学试验研究者和NIA研究领导者之一的朱莉·马蒂森（Julie Mattison）认为，他们研究的对照组猴子的饮食特别健康。“我们不想堆积太多的食物。”她解释道。与此相反，在威斯康星州研究中，对照组的猴子可以任意采食。“这种采食方式更接近人类。”威斯康星州中心的资深科学家里奇·科尔曼（Ricki Colman）说。因此，这种观点是有道理的：与不健康的饮食相比，摄入营养均衡且热量少的饮食比健康饮食更好。
马蒂森和科尔曼说，威斯康星州和NIA团队计划将他们的数据合并，以便得出更明确的结果。两个研究组已经收集了基因的芯片数据，结果表明控制饮食组恒河猴的基因表达上调或下降。这些数据能够帮助他们了解衰老的机制和控制饮食对健康的好处。但是要做出最终的定论，必须要等到所有的猴子死亡之后，这至少要在十年内才能实现。“因为我对小鼠寿命试验做了大量研究，所以我认为，这项研究需要耐心。”魏因德鲁赫说。
当研究人员等待统计学数据来证实灵长类动物节食是否能够获益之时，已经有不少人甘愿开始选择节食。“CRONies（Caloric Restriction with Optimal Nutrition）”就是那些自愿坚持热量限制饮食的人的简称，他们每日摄入的热量比美国农业部的建议摄入热量少30％。男性热量摄入可低至每天1 400卡路里，女性1 120卡路里。
研究CRONies的丰塔纳说，在动物试验观察到的限制热量饮食对健康的好处也出现在人类身上。他说，中年时期开始限制热量摄入，并持续八年的话，心血管代谢谱非常好，这些人在七八十岁时的血压水平还和青年人一样。
丰塔纳研究小组公布的数据显示，限制热量摄入可以预防动脉粥样硬化，使心脏弹性和心率变异性增加――这是心脏健康的一个标志。丰塔纳说：“这些研究都证明，人类完全可以预防肥胖、糖尿病和心血管疾病。这是我从医生涯中见过的最成功的案例。”
丰塔纳收集了部分节食人群的第一份分子数据。通过对脂肪和肌肉组织进行活检，并检测基因的表达谱和激素水平，希望发现这些数据与动物实验的关联。
说服大量人群坚持参与到这种热量限制饮食的试验几乎是不可能的。毕竟人们甚至难以将营养学家推荐的食谱坚持下去。丰塔纳说，根据他的经验，美国普通男性如果不节食，每天的热量摄入往往比推荐量上限值高3 000卡路里。即使做此项研究的研究人员也很少在现实生活中体验节食――所采访的研究人员中没有人实施过限制热量摄入。
限制热量摄入的价值在于，通过人为干预原则上能够预防多种与年龄相关的疾病。“在过去的近80年里，我们试图一次性治愈一种疾病。”拉斐尔·德卡博（Rafael de Cabo）说。德卡博是NIA研究的老年医学家和恒河猴热量限制研究的主要研究员。他认为，如果能了解衰老过程的潜在机制，就有可能一次性解决多种与年龄相关的疾病。
限制热量摄入也为研究衰老过程的遗传学研究的动物模型提供了一个有用的工具。以往的有关衰老的遗传学研究主要利用养殖某些寿命较短的无脊椎动物（如线虫或果蝇）进行，研究这些动物缺乏或无法表达的特定基因。将这些动物模型的寿命与正常动物相比较，就可以了解缺失特定基因对衰老过程的重要性。为了研究缺失特定基因的重要性，研究人员建立了热量限制试验的动物模型。如果限制饮食不能够延长寿命，那么缺失的基因可能就非常重要。
对于热量限制有一个基本的未知因素：如何保证吃得少而又能达到延长寿命并有益于健康呢？大多数研究人员认为有两种途径可以实现这个过程。一个是IGF――巴特克的侏儒小鼠研究中就是针对这一通路。另一个是雷帕霉素靶蛋白（TOR），它参与蛋白质的翻译和细胞内清除。第三种可能的途径包括去乙酰化酶――这条通路包括7个相关蛋白，自1999年发现以来引起了科学界的广泛兴趣。研究显示，在SIRT1或SIRT3缺陷型小鼠中，热量限制的作用被阻断了。一些研究人员，其中包括哈佛大学的戴维·辛克莱（David Sinclair）认为，这说明这些蛋白在衰老中具有重要作用，对于热量限制的效果很关键。
不过去乙酰化酶和衰老之间的联系还存在着争议。直到2010年，美国南加州大学的丰塔纳、瓦尔特·隆戈（Valter Longo）和伦敦大学学院的琳达·帕特里奇（Linda Partridge）在《科学》上发表了一篇综述，将去乙酰化酶排除在热量限制的分子机制之外，这篇综述一经发表就引起了轩然大波，包括辛克莱和剑桥麻省理工学院的生物学家伦纳德·瓜伦特（Leonard Guarente）坚信去乙酰化酶与限制热量摄入小鼠的寿命延长有关。目前认为，去乙酰化酶很可能与健康和疾病有关，而不是衰老过程。
对于去乙酰化酶仍然存在着争议。加利福尼亚州诺瓦托的巴克老化研究所所长布莱恩·肯尼迪（Brian Kennedy）说：“这个领域显然存在两个极端的观点。”然而在麻省理工学院瓜伦特小组工作的肯尼迪确立了去乙酰化酶在老龄化中的作用，但是目前，他主要专注于研究TOR。
是否存在长生不老药？
用一种药物模拟热量限制的作用，但没有必要知道这种药物发挥作用的确切机制。大规模的筛选研究可以在哺乳动物体内大量测试潜在的化合物，寻找有延长寿命功效的药物。现有几项研究已经开展，包括NIA的干预试验计划（ITP，Interventions Testing Program）。
ITP研究开始于2004年，包括三个研究单位，每个研究单位每年都会从遗传异质性小鼠中筛选出5个化合物，这些小鼠采食相同的食物，生活条件也一样。此研究能够检测到平均寿命10％的变化，可信度较高，即便是某一个站点的数据不可用。
近期最富研究成果的是雷帕霉素，它的靶点是TOR（雷帕霉素靶向通路的命名是在发现了阻断药物之后）。2009年的一项研究表明，在600日龄小鼠――相当于人类大约60岁――的饮食中开始添加雷帕霉素，能够使雌性小鼠寿命增加14%，雄性增加9%。
这些数字坚定了衰老研究人员的信心。阿尔兰·理查德森（Arlan Richardson）是圣安东尼奥得克萨斯大学健康科学中心的生物学家，他从事了40多年的衰老机制研究。见证了多种抗衰老药物的兴起和衰落，包括维生素E、维生素C和褪黑素。“我从未想过我们有可能研发出抗衰老药物，”他说，“雷帕霉素是一大突破。”他的研究小组正在利用绒猴模型测试雷帕霉素。
目前尚不清楚雷帕霉素延长寿命的作用是通过延缓肿瘤的生长，还是通过干预衰老机制产生的，或是两者兼而有之。负责ITP研究的安娜堡密歇根大学的病理学家理查德·米勒（Richard Miller）解释道。他的研究小组一直在考虑这个问题，并且有部分未公布的数据显示，这种药物可以延缓多种正常细胞的衰老，显示出广泛的抗衰老效应。
然而，雷帕霉素的几个副作用，很有可能导致它不能作为潜在的抗衰老药物而应用于临床。已知雷帕霉素可使小鼠产生白内障，在人体，它被用作免疫抑制剂，以防止器官移植排斥反应。这表明它可能具有严重的免疫相关效应。米勒说，“我认为我们所做的临床实验并非首例。”
下一步是找出在TOR通路中哪些机制使雷帕霉素产生正面效应，然后研发更具有靶向性的药物。马萨诸塞州剑桥诺华生物医学研究所的专家戴维·格拉斯（David Glass）说，了解机制“有助于避免潜在的副作用。”
米勒的研究小组通过研究小鼠体内的各种不同类型的组织，试图区分雷帕霉素的不同作用。其他研究人员正在研究雷帕霉素衍生物，这些衍生物的靶向性可能更强。例如，肯尼迪的团队目前正与英国剑桥的一家药物研发公司Biotica Technology进行合作，研制雷帕霉素衍生物，希望开发出一种无副作用的抗衰老药物。
然而，并非ITP筛选出的所有化合物都像雷帕霉素一样具有巨大的研究前景。白藜芦醇，存在于红葡萄酒中的一种化合物，作用于去乙酰化酶，现已证实可延长高脂饮食的肥胖小鼠的寿命。但在米勒的研究中任何剂量都无法产生这一效应。许多研究人员仍然希望白藜芦醇能够产生正面效应。位于美国马萨诸塞州剑桥的Sirtris制药公司，以葛兰素史克公司所拥有的生物技术公司为基础，正在将白藜芦醇衍生物应用于溃疡性结肠炎和牛皮癣患者进行检测。同时，米勒声称ITP研究不久将公布两种可延长寿命的新化合物的数据。
衰老不是一种疾病，而且已经证实延长人类寿命几乎是不可能的。相反，格拉斯、塞拉和其他研究人员希望，关于老化问题的干预研究将改变我们对于疾病和药物研发的思维方式，从而找到一种方法能够有效治疗多种与年龄相关疾病。全球范围的主要死因，其中包括癌症和心血管疾病，都有一个共同的危险因素：衰老。因此一次仅处理一种疾病是不可行的，NIA的卡博讲到，“衰老是所有慢性病的主要危险因素，”他认为，“延缓衰老，就能推迟这些疾病的发生。”
资料来源 Nature
责任编辑 彦 隐