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長壽議題是新的科學挑戰

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長壽議題是新的科學挑戰

作者：駐法國代表處科技組　現職：駐法國代表處科技組

文章來源：法國世界報 (Le Monde)

發佈時間：2012.02.21

長壽議題是新的科學挑戰

這是一場「科學大海嘯，每個月有將近1000篇關於老化或長壽的科學文章發表。」Hugo Aguilaniu如此統計。Agulaniu為該領域的專家，領導法國國家科學研究中心（CNRS）設在里昂高等師範學院的研究團隊。11月初，一個星期之內就有三篇引人注目的研究成果出爐。首先是法國國家衛生暨醫學研究院（Inserm）蒙貝利耶（Montpellier）分部的團隊，成功在試管中將百歲細胞予以年輕化。美國明尼蘇達州梅約醫學中心（Clinique Mayo）在老鼠身上進行精細的基因操作，成功延遲因年紀所產生的失常。根據《自然（Nature）》期刊，這種基因操作可消除體內衰老的細胞。瑞典哥登堡大學（Goteborg）的團隊則在酵母菌身上模仿限制熱量攝入的作用，並在細胞裡加入能延長存活時間的酶。
Aguilaniu表示「一切都發展的太快。1993年，加州大學的Cynthia Kenyon找到第一個可以延長動物壽命的基因。16年之後，第一個抗生素分子於2009年成功延長哺乳類動物的壽命。真是太精彩了！」媒體的迴響讓這些研究成為基爾嘉美緒（Gilgamesh）、瑪土撒拉（Mathusalem）、浮士德等神話的寫照，這些神話喚醒延長青春的諾言。Agulianiu說：「只要提到長壽，就會引來很多人的注意，包括科學家跟企業家等等在內」。為了分辨幻想與事實，以下為相關科學線索概述。

兩個學派
第一個學派致力於研究讓酵母、細菌、人體細胞等等細胞存活長久的機制。第二個學派則發掘可延長複雜有機體壽命的基因，例如長壽基因或老人基因（Gerontogenes）。這兩個學派已經開始建立關係，問題是「延長細胞壽命的機制，也能延長有機體的壽命嗎？」找到一個可以存活百年的基因這件事，只有當這個基因能延長細胞或有機體的壽命，才有所意義。

在眾多先驅裡，美國的Leonard Hayflick於1965年指出，幾乎所有的細胞在分裂50次之後就停止分裂，進入衰老狀態，最後死亡。Elizabeth Blackburn、Carol Greider、Jack Szostak於2009年發現端粒以及端粒酶對基因完整性的作用、老化與細胞增殖的控制，並以此獲得諾貝爾獎。端粒位於染色體末端，能保護染色體免於退化。但是每進行一次細胞分裂，端粒就會越來越短；當端粒的長度縮到一定程度時，細胞就會開始老化。端粒酶則可重建染色體末端。

細胞回春的關鍵
京都大學的Shinya Yamanaka教授於2006年8月發表的研究成果，是一項重大突破，其研究團隊利用成鼠的皮膚細胞，找到復甦「多能」胚胎幹細胞的遺傳程序。多能胚胎幹細胞可創造有機體內所有的特殊細胞。研究員在成年細胞裡注入4種遺傳元素的混合劑，這4種遺傳元素選自胚胎幹細胞中最活躍的23種遺傳元素。一年後，同樣的實驗應用在人體細胞上。重新程序化的細胞又稱誘導式多功能幹細胞（IPSC），十分有助於再生醫學的應用，因為利用自身的成年細胞來重建個人受損的器官，一直是個挑戰。

由法國國家衛生暨醫學研究院研究專員Jean Marc Lemaitre領導的「基因塑造暨老化」團隊，於11月1日宣佈成功將老化的人類細胞轉成誘導式多功能細胞，這些老化細胞取自74歲至101歲之間的人體，其秘訣是把兩種基因加入日本研究員使用的混合劑中。Lemaitre表示「我們已經證明可以除去細胞老化的痕跡。從基因、新陳代謝與增生能力來看，重新程序化的細胞擁有與『年輕』細胞相同的特徵。例如縮短的染色體末端重新變長」。

細胞頑強性的關鍵
遺傳學家Miroslav Radman也受到細胞研究的影響，但是他使用一種超級頑強的抗輻射細菌當例子，這種細菌可以在長期乾燥及強烈輻射的狀態下存活。Radman於2006年與2009年利用該細菌數千個粉碎的DNA片段重建基因，藉此說明其頑強性。此細菌可存活在強大的壓力下，因為它能建立預防細胞耗損的分子系統，保護蛋白質免於氧化。Radman希望找出該細菌的抗腐原因，以便管理細胞、提供自我修復的能力。

尋找長壽基因
Agulianiu表示，「至少有四大新陳代謝機制可延長壽命」。只要找到控制這些機制的基因，就能在有機體內以具體、一致的方法來延長壽命。第一個是胰島素機制。美國生物學家Cynthia Kenyon首先發現胰島素機制內的Daf-2基因可以延長動物的壽命。透過調節胰島素，可將線蟲C的壽命延長一倍。Martin Holzenberger領導的法國國家衛生暨醫學研究院研究團隊指出，IGF-1成長因子感受基因有助於延長老鼠壽命。Aguilaniu強調「百歲人口的遺傳研究顯示，長壽者的胰島素較少活動」。蒙貝利耶第一大學的教授Simon Galas明確指出「FoxO3a變種可以使人長壽。該基因有多種功能，例如抗壓、抗氧化、抗細菌傳染等等」。

限制熱量攝入是最廣泛的研究。國家科學研究中心研究員Marc Billaud表示「從酵母、線蟲、老鼠到靈長類，若減少30到40％的熱量攝取，可成功延長壽命。不過，當然不可能在人類身上做實驗。我們要找到可以限制熱量攝取的分子」。相關的基因眾多，首先發現可以延長哺乳類壽命的分子是作用在TOR基因的雷帕霉素抗生素（Rapamycine）。研究成果已發表在2009年的《科學》。

Agulianiu表示生殖「與限制熱量攝取的機制有關」。切除生殖組織會明顯延長果蠅與線蟲的壽命。「我們要了解相關的基因，才能活化這些基因，並在不影響生育的狀況下，對抗與老化有關的疾病」。例如Agulianiu發現的nhr-80基因。

第四種是粒線體新陳代謝機制。粒線體是細胞的能量工廠。減少某些粒線體基因，即可延長線蟲與果蠅的壽命。這項研究尚未成功應用在哺乳類身上。

應用在人類身上
業界已經意識到這個議題的重要，近五年來設立眾多研究老化的部門。Aguilaniu打賭「十年內，能延長壽命的分子就會上市」。不過這種分子將用來對抗與年老有關的疾病，因為業界不會進行既冗長又費錢的長壽測試。里昂高等師範學院的研究員表示「已經成功讓原本只能存活19天的線蟲延壽至300天，關鍵在於修改三對染色體。假如在人類身上能達到在線蟲身上取得之效果的5%，對人口的影響將相當可觀！」

在等待回春靈藥出現的同時，最好還是使用其他延壽辦法。波士頓醫學中心當代老人醫學權威之一的Thomas Perls教授，於11月8日在巴黎舉辦的國際生物學研討會上表示，「在決定長壽的因素中，四分之一與遺傳有關」，相反地，四分之三則與環境以及生活習慣息息相關。

資料來源：
摘自法國世界報 (Le Monde)

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