編者按:本文改編自大衛·斯蒂普的著作《青春藥丸:科學家處於抗衰老革命的邊緣》。我們將本文與斯蒂普在《大眾科學》2012年1月刊上的文章《通往長壽的新途徑》一併呈現。更多資訊可以在《關於人類衰老的異常長壽動物的啟示》中找到。
對衰老的研究往往會引發一些看似簡單的問題,就像孩子們會問的那樣,比如,“為什麼和我的年齡一樣大的斯波特,在我長大之前就變老死去了?” 這樣的問題很快就會引出更深層的謎團,其中最引人入勝的莫過於圍繞著異常長壽物種的謎團。
近年來,一種叫做裸鼴鼠的怪異的、如老鼠般大小的齧齒動物走到了前臺。它們長得像長著劍齒的香腸,甚至比看起來還要奇怪。首先,它們生活在像白蟻一樣的地下群落中,由工蜂為唯一的繁殖女王提供支援系統。但它們最令人費解的特徵是極慢的衰老速度。在圈養條件下,它們可以活到大約 30 歲,是其老鼠表親典型壽命的十倍。要了解這有多麼了不起,想象一下,如果有一種靈長類動物的壽命有一千年。
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關於鼴鼠長壽的權威是 羅謝爾·巴芬斯坦,她是一位研究員,在巴爾肖普長壽與衰老研究所維護著一個相當大的動物群落,該研究所是德克薩斯大學聖安東尼奧健康科學中心的一部分。一天下午我去拜訪她時,她帶我來到一個光線昏暗的房間,我發現自己被成群結隊吱吱叫的鼴鼠包圍著,它們在連線著透明塑膠管的鞋盒大小的容器內快樂地照料著自己的巢穴。令我驚訝的是,沒有氣密的屏障保護它們免受外界細菌的侵害。她解釋說,鼴鼠非常強壯,沒有必要這樣做。為了強調這一點,她突然拿起一隻遞給我。她說,它是“這個群落裡的老頭”,是她最老的鼴鼠。
近距離觀察,他顯得異常可愛,擁有禿頂、皺紋、齙牙、愛抱怨、眯著眼睛的樣子,像一個出生在牙齒矯正時代之前的有點精神錯亂的老頭。他的確切年齡尚不清楚——他是從野外抓來的——但巴芬斯坦估計他已經接近 29 歲了。我突然意識到,他可能是地球上最老的齧齒動物。我小心翼翼地將他遞了回去,感覺就像我被短暫地委託保管著一個擁有 2000 年曆史的漢代花瓶。
裸鼴鼠的生活方式。鼴鼠原產於東非,於 1842 年由愛德華·呂佩爾引入科學界,他是一位德國博物學家,以英勇地穿越生物圈並把其中的一部分帶回家而聞名。儘管這些齧齒動物外表奇特,但它們被正式命名為Heterocephalus glaber(大致意思是,奇怪的禿頭),直到在肯亞長大的英國傳教士的女兒詹妮弗·賈維斯在 1981 年發現它們是社會性昆蟲(如白蟻)的極為罕見的哺乳動物版本之前,並沒有引起太多關注。每個鼴鼠群落都由一個體型較大的女王統治,她與一到三位配偶交配,並在她的一生中產下數百個幼崽。有趣的是,女王似乎透過字面意義上的推搡來控制工蜂,當一個王室鼴鼠在隧道中遇到一個平民時,她會把它推回去或從它身上走過去。這種攻擊行為似乎有助於抑制下層階級的生育能力,並暗示它們的順從行為——據報道,在遠離女王房間的隧道中很少被推的工蜂往往會偷懶。
巴芬斯坦是辛巴威人,在 20 世紀 80 年代初在南非開普敦大學師從賈維斯時,她迷上了鼴鼠。此外,她還被教導如何在野外捕捉這些難以捉摸的齧齒動物。她解釋說,“我們會刮掉土壤”,在它們的隧道中製造一個缺口,“然後拿著鋤頭坐在那裡。當一個工蜂來調查缺口時,我們會把它後面的鋤頭放下來”,阻止它退回,以便抓住它。“有一次,我把手伸進隧道里,摸到了一條死蛇。我差點死了。沒有什麼比把手伸進地下,摸到冰冷而黏糊糊的東西更可怕的了。”
巴芬斯坦在 20 世紀 80 年代初捕獲的鼴鼠被證明是非常耐用的實驗動物,隨著時間的推移,它們逐漸接管了她的職業生涯。到 2001 年中期,她最老的一隻每天都在創造歷史——當它接近 28 歲生日時,它已經超過了之前齧齒動物長壽記錄的保持者,一隻活了 27 年零 4 個月的亞洲豪豬。它的官方編號是鼴鼠 007 號,所以她當然給它起了個暱稱,叫詹姆斯·邦德。
恰如其分的是,它是一個性感的花花公子——作為其女王的資深配偶,它一直生到 2002 年 4 月去世,享年 28.3 歲。像鼴鼠的情況一樣,它最終是怎麼死的並不清楚;屍檢顯示沒有癌症或其他通常會殺死齧齒動物的疾病的跡象。(事實上,鼴鼠似乎對癌症免疫,而癌症是其他實驗齧齒動物常見的死因。)
長壽線索浮出水面
受到 007 號驚人長壽的激勵,巴芬斯坦專門研究鼴鼠的衰老。或者更確切地說,是不衰老:2002 年,她報告說,這些動物在其最初的二十年裡,在骨密度、體重、身體脂肪含量或其他身體退化的跡象方面,沒有表現出與年齡相關的變化。顯然它們不是不朽的,但如果你在它們生命的頭 20 年裡看著它們,你不會知道這一點。
當她開始調查它們是如何做到這一點時,出現了更多的驚喜。例如,她發現它們公然違背了衰老的自由基理論,該理論認為,由自由基引起的損害(自由基是細胞中能量代謝的副產品產生的高度活性的分子)是衰老的根本原因。巴芬斯坦的研究表明,鼴鼠的脂類、蛋白質和 DNA(細胞的基本成分)所遭受的自由基損傷比小鼠的相同分子多兩到八倍——這些動物就像嚴重生鏽的冬季舊車,卻奇蹟般地一年又一年地正常運轉。
在更深入的探究中,她和她的同事發現了一些可能有助於鼴鼠長壽的奇特之處。例如,鼴鼠和長壽蝙蝠的血液中都有非常低的胰島素水平(胰島素調節血糖)。這與長期限卡路里齧齒動物的資料相符,這些動物的胰島素水平也很低。而在自 1958 年以來一直在進行的巴爾的摩衰老縱向研究中,那些血液中胰島素水平較低的男性往往壽命更長。
巴芬斯坦及其在巴爾肖普研究所的同事的其他研究表明,這些齧齒動物的細胞含有特殊的“伴侶”蛋白,可以幫助保持其他各種關鍵蛋白的良好工作狀態。最近,她參與了裸鼴鼠基因組的測序,該測序揭示了許多可能與它們極度長壽相關的基因——例如,它們對癌症的抵抗力可能部分源於減緩細胞增殖的基因變異。
在這一點上,它們偉大耐久性的秘密才剛剛開始顯現。但是對這些動物以及其他異常長壽的物種(如蝙蝠)的研究已經拓展了老年學家關於衰老的思路,而對小鼠等短壽命實驗動物的研究是做不到這一點的。的確,當談到衰老時,就像生物世界中的其他一切一樣,正如達爾文很好地指出的那樣,進化產生了“無窮無盡的最美麗和最奇妙的形式”。在這些奇怪的美麗事物中,最引人注目的是一種像半神一樣衰老的,長著齙牙的小型穴居動物。
改編自大衛·斯蒂普的著作 《青春藥丸:科學家處於抗衰老革命的邊緣》 (www.davidstipp.com)。