從海弗利克談生命的極限

決定人壽極限的生命時(shí)鐘

上世紀(jì)中葉前，法國的諾貝爾獎(jiǎng)得主阿萊克西斯·科列爾做了細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為如果培養(yǎng)得當(dāng)，細(xì)胞可以一代又一代永久繁殖下去。人體是由細(xì)胞構(gòu)成的，既然細(xì)胞可以長生，人當(dāng)然也可以長生了；人之所以不能夠超過120歲，那是由于外來因素造成疾病所致，如射線、不當(dāng)飲食、感染、身心過勞和傷殘等。當(dāng)年的科列爾是科學(xué)明星，所以大家對此都深信不疑。美國費(fèi)城大學(xué)的海弗利克也是科列爾的粉絲之一。但是當(dāng)他用正常人體的胚胎成纖維細(xì)胞重復(fù)科列爾實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)到了三四十代以后，細(xì)胞分裂就慢下來并漸漸死去。無論他怎么改善培養(yǎng)條件，最多不超過60代。

懷著困惑的心情，海弗利克又進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：把比較年輕的只分裂數(shù)次的女性成纖維細(xì)胞和比較老年的已經(jīng)分裂了40次的男性成纖維細(xì)胞混合培養(yǎng)。結(jié)果男性的細(xì)胞只分裂一二十次就逐漸老化死亡，而女性的細(xì)胞則繼續(xù)分裂到50~60代以后老化和死亡。實(shí)驗(yàn)二：把分裂了幾十次的成纖維細(xì)胞冷凍保存，期間細(xì)胞停止分裂；等到相當(dāng)長的時(shí)間以后，再化凍重新培養(yǎng)。結(jié)果細(xì)胞好像存在記憶似的，其分裂的總數(shù)達(dá)到50~60次就老化死亡。

這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)充分說明了人體的成纖維細(xì)胞只能夠分裂50~60代是一個(gè)客觀規(guī)律，因而人的壽命是有極限的。海弗利克的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在科學(xué)界引起了軒然大波，全世界許多科學(xué)家紛紛重復(fù)他的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果完全一致。于是大家就把這個(gè)現(xiàn)象命名為“海弗利克極限”，并且把它比喻為“生命的時(shí)鐘”，到壽終正寢的時(shí)候，時(shí)鐘停止走動(dòng)，生命也就停止了。

生命時(shí)鐘的分子本質(zhì)是什么

10 年后的1975年，耶魯大學(xué)的年輕博士后研究生布萊克伯恩發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞染色體末端的端粒結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)大約有幾千個(gè)堿基長，細(xì)胞每分裂一次，它就脫落縮短50~100堿基，縮短到一定程度，大約相當(dāng)于細(xì)胞分裂50~60次左右，細(xì)胞就停止分裂而凋亡了。布萊克伯恩在DNA的水平上證明了海弗利克極限，因此獲得了2009年的諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

進(jìn)一步的研究使科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了端粒酶，這個(gè)酶的作用是把脫落的端粒重新補(bǔ)上去，使端粒保持一定的長度，細(xì)胞就可以繼續(xù)分裂和避免老化與凋亡。正常成人體內(nèi)各種組織分化成熟以后，制造端粒酶的基因就關(guān)閉了，只有造血組織、腸黏膜細(xì)胞等生長旺盛的組織保留端粒酶的活性，保證這類細(xì)胞的分裂能力。癌細(xì)胞普遍含有端粒酶，所以癌細(xì)胞可以長生。科學(xué)大師科列爾當(dāng)初的錯(cuò)誤，就是由于應(yīng)用了腫瘤細(xì)胞株，其中含有端粒酶的緣故。

人可以突破生命時(shí)鐘嗎

目前，對人類壽命的極限，在細(xì)胞水平和分子水平似乎都已經(jīng)得到完滿解釋。但是如果我們再細(xì)想一下的話，就可以發(fā)現(xiàn)許多新的問題：

1.人的壽命長短不一，是不是和端粒的長短不一有關(guān)？若是如此，那么我們只要測定端粒的長度，豈不就可以預(yù)測人的壽命了嗎？

2.有什么辦法讓端粒縮短慢一些？若是如此，我們就有可能人為地延長人的壽命。

問題一：初步認(rèn)為答復(fù)是肯定的。著名的柳葉刀雜志幾年前刊登了一篇論文，對143例60歲以上的人測定端粒長度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)端粒較短的人，在以后17年內(nèi)的死亡率顯著高于端粒比較長的人。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，雌性動(dòng)物端粒脫落的速度比雄性慢一些，這也可能是雌性動(dòng)物壽命比雄性動(dòng)物長的一個(gè)客觀指標(biāo)。

問題二：大量散在的觀察說明，許多“養(yǎng)生的方法”有助于保持端粒的長度。如合理的營養(yǎng)、抗氧化劑、運(yùn)動(dòng)、緩解身心壓力、氣功、瑜伽等。也有人建議用基因治療的方法啟動(dòng)端粒酶的基因，正在研究之中。

有沒有什么藥物呢？一個(gè)好消息是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)當(dāng)今唯一能夠激活端粒酶的藥物-TA65，可以從中藥黃芪中提取。但是依靠進(jìn)食大量黃芪，并不能夠使人體得到足夠抗衰老的TA65，所以必須提純和濃縮，才能夠達(dá)到延長細(xì)胞壽命的目的。

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2011年5月，國外有數(shù)家公司宣布，今年秋季，端粒長度測定的方法可能上市。該法可以預(yù)測你的壽命，報(bào)告你的一般健康情況，指明你患諸多老年性疾病的風(fēng)險(xiǎn)程度。然而，你相信嗎？