當斯德哥爾摩醫學諾貝爾研究所的喬納斯·弗裡森開始繪製活人身體各個部位的年齡時,挫敗感是創新的源泉。作為一名致力於再生腦組織的神經科學家,他會發現瞭解人腦是否會自然再生,以及再生頻率是多少非常有用。“我非常惱火,”弗裡森說,因為這個問題對人類來說是無法解答的:在動物身上標記細胞並觀察其生命週期的技術使用了有毒化學物質,這些化學物質在倫理上不能用於人類。
然後,弗裡森瞭解到,在1955年之後出生的獨特人群身上存在一種自然標記,當時地上的核武器試驗大幅增加。在1963年《有限禁止核試驗條約》之後停止的爆炸,向大氣中釋放了大量的碳14同位素,這些同位素迅速擴散到全球各地。植物將碳14融入其細胞,動物吃植物,人也吃植物和動物,將同位素吸收進自己的細胞,從而形成了一條弗裡森可以追蹤的路徑。
他與勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的布魯斯·A·布克霍爾茨合作,後者已經使用原子時代的碳14痕跡來確定阿爾茨海默病患者大腦組織樣本中斑塊的年齡。然而,弗裡森的專案更加複雜,因為細胞中充滿了不斷產生和降解的蛋白質。為了瞭解細胞的真正年齡,弗裡森需要一些在細胞誕生時形成並在其整個生命週期中保持穩定的東西,這意味著他需要分離並測定其DNA的年代。
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透過測量DNA分子在建立時融入的碳14量,然後將其與大氣中的碳14水平相關聯,弗裡森最終有了一個可以給他答案的測試。事實證明,該團隊在今年夏天發表在《細胞》雜誌上的報告指出,我們身體的許多部位比整體年輕得多。30多歲受試者的腸道組織空腸細胞不到16歲。兩位30多歲受試者的骨骼肌剛過15歲。
但最大的驚喜來自大腦,弗裡森測試了來自小腦和枕葉皮層的細胞。這兩個組織中的神經元都可以追溯到受試者出生時或接近出生時的時期,這表明大腦的這些部分是在生命開始時形成的,並且通常不會發生週轉。
弗裡森認為,現在說他的發現是否意味著治療受損腦組織的療法希望渺茫還為時過早。“我不會這麼說。如果持續進行強有力的再生,也許希望會稍微減少一些,”他承認。但他渴望對中風患者的大腦組織進行後續研究,例如,看看這些神經元在受傷後是否會再生。他還計劃研究心肌和胰腺的產生胰島素的β細胞,這兩種組織的再生能力都備受爭議,而且都具有巨大的治療意義。弗裡森希望其他研究人員也能使用該技術來研究他們最喜歡的器官。
1965年後,炸彈時代的碳14水平開始迅速下降,每11年下降50%。根據布克霍爾茨的說法,1990年後,人體細胞中留下的訊號微弱。弗裡森指出,科學家可以無限期地使用該技術來測定該時期儲存的組織樣本的年代。布克霍爾茨現在正在將該方法用於法醫工作。鑑於相關時代出生的“人口眾多”,布克霍爾茨自己也是嬰兒潮一代,他說,“這項技術在我的職業生涯的剩餘時間裡肯定會非常有用。”