延缓衰老、推迟死亡,生物学脑洞大开的研究思路

延缓衰老、推迟死亡,生物学脑洞大开的研究思路
2024年04月30日 16:39 界面新闻

文|创瞰巴黎

Alexis GautreauAlexis Gautreau

巴黎综合理工学院生物系主任

Clémence GuillermainClémence Guillermain

法国南特大学衰老研究博士后研究员

导读

对于死亡的定义、生物学与哲学角度的解读以及寿命延长的可行性等问题,都引发了深入思考。然而,随着研究的深入,我们也面临着诸多挑战和未知。在探索生命终结和长寿之路上,我们还需要回答许多问题,例如,我们如何定义死亡?我们是否能够实现寿命的延长而不引发其他负面后果?

一览:

  • 死亡议题位处生物学和哲学的交叉点,很难用明确的语言来描述其定义。
  • 在许多语言中,“死亡”一词可以是一种状态、一个过程,也可以代表一个事件。理解死亡既需要哲学视角,也需要生物学观察。
  • 当前的研究主要侧重于衰老,因为推迟死亡意味着延缓衰老过程,维持生活质量。
  • 与长寿相关的研究表明,限制卡路里的摄入能让某些物种的预期寿命延长50%。
  • 有确凿证据指出,长寿与饮食习惯息息相关,但死亡这一复杂过程还需更多研究。

初看之下,哲学和生物学似乎分属两个截然不同的领域,但事实上,这两门学科在许多重要议题上都扮演着关键角色,并且能够深化我们对这些议题的认知。以死亡为例,在我们直面死神之前,这一生物学现象既遥远又抽象。但无论它多么抽象,死亡终究是一个基于生物学的现实。

01 既模糊又现实,那我们该如何定义它呢?

Clémence Guillermain:这个问题很复杂,在回答之前,我们首先要知道死亡、衰老和生命尽头的含义。科学哲学家Philippe Huneman用哲学诠释了死亡。他在最新的著作[1]中写道,在许多语言中,“死亡”一词至少拥有三种不同的含义。它可以是一种状态、一个过程,也可以代表一个事件。在法语中,“la mort”一词指代死亡的状态,暗示生命曾经存在过。它是一个过程,即在某一特定时刻,生物体开始死去,逐渐消亡,直至最终真正死亡。它也是一个事件,毕竟最起码在理论层面,我们可以明确说出,“这个生物体在这一刻死去了。”

要想理解什么是死亡,我们不仅需要探究这一事件本身,还需要理清死亡的过程。然而,面对各国对死亡的不同定义,我们该从何下手?

Alexis Gautreau:虽然文化差异会影响各国对死亡的定义,但大体上而言,没有脉搏、没有呼吸、脑电图呈一条直线便意味着死亡。但问题在于,临床死亡后又“死而复生”的人不计其数,进而让“濒死体验”(NDEs)一词走进了千家万户。Clémence在论文中探讨了这一悖论。其他面向公众的书籍,如美国著名哲学家、医生Raymond Moody[2]的《生生世世》,均描述了同样的场景:无论这些人的文化和宗教背景如何,他们都体会到了灵魂出窍的感觉,看到了隧道尽头的光亮等。我们的体内天然存在一种迷幻激素——二甲基色胺(DMT)。它会在我们濒死的瞬间得到释放,从而帮助我们“走完”这伟大的旅程。关于DMT的研究很少,但它相当迷人。服用DMT会诱发一种与濒死体验相似的生理状态[3]。人类为什么会进化出这样一种机制?从达尔文进化论的角度来看,如果它的存在只是为了生命最后一刻的心安,似乎有点牵强。因此,如果DMT在濒死瞬间释放的假设为真(这一点极难证明),那么这种激素一定存在其他功能……

CG:这就是为什么我说这个问题很复杂,因为有太多话题牵扯其中,而且这些概念很容易被混淆。根据德裔美籍生物学家Ernst Mayr[4]的观点,二十世纪的生物学研究主要基于两大方向,而它们各自的研究方法和对象又截然不同。第一个方向是终极原因生物学(进化生物学),即了解人类死亡的原因,以及死亡和衰老等生物特征为何未被进化论所淘汰;第二个方向是近因生物学(功能生物学)。该方向主要探究生物体的死亡过程,即导致个体及其器官逐渐退化,直至最终死亡的内在机制究竟是什么。

02 当前有哪些研究重点?

AG:研究需要经费,因此资金可以左右研究的走向。此前,研究经费主要流向癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等领域。过去十多年,老龄化开始成为关注焦点,因为大家意识到,即便找到了治疗癌症或阿尔茨海默氏症的灵丹妙药,不久之后我们还是会死于其他疾病。因此,通过延缓衰老过程来推迟死亡至关重要。当下的研究重心是延缓衰老过程,比如推迟癌症或阿尔茨海默病的到来。这样一来,人们不仅可以活得更久,而且可以活得更健康!

CG:是的,你刚刚提到的是美国生物学家Robert Weinberg[5]的观点,他的研究表明,即便我们能够治愈所有癌症(法国和美国的第二大死因),预期寿命也只能延长三年左右。

AG:尽管现在有很多资金聚焦于长寿研究,但万变不离其宗,我们的最终目标始终是揭示生死的奥秘,而不是仅仅是推迟死亡的到来。

CG:老龄化这一不可逆转的过程将我们所有人推向了死亡。人们对老龄化充满好奇,我自己也做了很多研究,但学界甚至都很难为其下定义。比如,衰老过程的起点是什么?人们是自打出生便开始无可避免地走向衰老,还是在青春期结束后才开始?又或许,会有明显的记忆衰退或其他事件触发衰老?最新的研究模型表明,我们的衰老始于一个或多个特定事件。我的同事Michael Rera给了一个很好的例子——肠道通透性急剧增加[6]。此类现象标志着我们的生命开始走下坡路。

AG:肠道通透性增加是老年人的一种常见慢性病,它会显著激活免疫系统。长久以来,人们普遍认为器官功能衰退是一种自然过程,但实际上,“过度操劳”的免疫系统才是罪魁祸首。随着免疫系统辨识能力的降低,它会开始错误地攻击我们的身体器官。近些年来,自身免疫性疾病在老年人群中的发病率不断攀升,但这并不意味着我们对这一问题无解。研究表明,仅靠大幅减少食物摄入,单细胞酵母、果蝇、线虫、小鼠等多个物种便成功延长了寿命[7]。通常,生物结构越简单,这种方法的效果越显著。例如,在酵母中,寿命可以延长至原来的三倍,而在小鼠中,寿命的延长大约为50%。该实验效果尚未在人类身上得到证实——毕竟我们的平均寿命已经长达80岁,且此类实验尚未开展——但如果这一机制也适用于人类,那么平均寿命可能会从80岁延长至120岁。另一项研究发现,通过筛选,我们可以培育出寿命更长的突变体[8]。这听起来有点反常,毕竟“基因突变”往往被视为坏事,但绝大多数长寿突变体都携带能够编码特定蛋白质的基因,而这些特定的蛋白质会参与食物的能量代谢过程。上述两项研究的结论不谋而合——我们新陈代谢系统仿佛被设置了固定的使用次数,一旦超出了这个限制,基因中预设的程序便会被启动,加速衰老直至走向死亡。

03 如果我们体内真的存在这种程序,那有没有什么措施可以延缓它的启动?

AG:这种程序是物种进化的产物,经历了几百万年的形成与塑造。但是,我们为什么会有这种程序,死亡的进化论意义又是什么?事实上,如果我们通过限制卡路里摄入而延长寿命,便会在其他方面付出代价。比如,新陈代谢速度降低之后,人体的整体效率会变低,尤其是求爱、交配、繁衍、培育等方面。我们的程序之所以有这样的设定不无道理,毕竟,人生前40年有大把的精力去完成这些任务,然后才开始衰老过程。40岁之后,无论我们是急速衰老还是慢慢老去,都不属于进化论的管辖范畴。

CG:英国生物学家Thomas Kirkwood对这些现象进行了概念性解释。进化生物学中关于衰老有三大理论,其中之一便是他提出的“一次性体细胞理论”。该理论指出,每个个体拥有的能量都是有限的,需要在繁衍后代和生存之间根据自身选择进行分配。当然,你做出的选择也会对其他人产生影响。

AG:不少研究表明,部分突变体确实可以活得更久。这些突变体存在于我们的基因中,考虑到基因可以编码蛋白质,而药物分子又往往作用于蛋白质,因此,从理论上来说,通过调节管理新陈代谢的蛋白质,我们便能更为长寿。这一概念现已得到证实。利用雷帕霉素,我们成功延长了小鼠的寿命[9]。有了这个药物后,人们可以在人生的前40年中完成繁衍后代等任务,在40岁之后借助药物延缓衰老。

CG:我想补充一点,虽然在有关长寿和预期寿命的主要研究中,遗传因素的占比相对较小[10],但我们在线虫和小鼠等物种身上的确看到了显著的寿命延长效果。对研究人员而言,长寿仍然是一个无比复杂的课题,在人类等高等物种中也确实很难找到能够显著延长寿命的基因。

AG:确实,延长寿命目前只是我们的一厢情愿。不过有一点是肯定的,寿命与饮食息息相关。就像为了防治癌症或糖尿病,必须减少糖分的摄入一样,限制卡路里摄入能够使人更为长寿。部分潜在举措有望将人们的寿命延长到120岁(人类寿命的理论值上限),但同样的举措也可用于抑制肿瘤发展。例如,衰老过程会阻止细胞增殖,这一不可逆的进程会防止许多细胞形成肿瘤,但与此同时,这些衰老细胞也会分泌导致我们衰老的炎症分子。这让我们不免心生好奇,面对一枚硬币的正反面,我们能否在不触发任何负面后果的前提下,让事态向着有利局面发展……

作者

Pablo Andres

编辑

Meister Xia

参考资料

1.Huneman, P. (2023). Death: Perspectives from the philosophy of biology. Springer Nature.

2.Timmermann et al., DMT models the Near-Death Experience Front Psychol 2018. Aug 15:9:1424. doi: 10.3389/fpsyg.2018.01424.

3. La vie après la vie de Raymond A. Moody.

4.Timmermann et al., DMT models the Near-Death Experience Front Psychol 2018. Aug 15:9:1424. doi: 10.3389/fpsyg.2018.01424.

5.Robert Weinberg. The Biology of Cancer.

6.Tricoire H., &Rera M. (2015). A new, discontinuous 2 phases of aging model: Lessons from Drosophila melanogaster. PloS one, 10(11), e0141920.

7.Fontana et al., Science 2010. Extending Healthy Life Span—from yeast to humans. Apr 16;328(5976):321–6. doi: 10.1126/science.1172539.

8.Kirkwood, T. B., &Holliday, R. (1979). The evolution of ageing and longevity. Proceedings of the Royal Society of London. Series B. Biological Sciences, 205(1161), 531–546.

9.Brooks-Wilson, A.Kirkwood, T. B., &Holliday, R. (1979). The evolution of healthy agingageing and longevity. Human genetics, 132(12), 1323–1338.

10.Brooks-Wilson, A. R. (2013). Genetics of healthy aging and longevity. Human genetics, 132(12), 1323–1338.

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