美國神經生物學家 Saul Villeda 與史丹福大學及哈佛大學等團隊,進行了超過 15 年研究,發現當年長老鼠注入年輕老鼠的血液後,幾乎能逆轉所有衰老徵狀,如修復脊髓及心臟衰竭,促進骨骼癒合和胰臟細胞再生等。團隊正試圖從年輕的血液中,識別出有助回復身體機能的信號,研發可廣泛應用的治癒衰老藥物。
1950 年代,科學家讓兩隻不同歲數的動物交換血液,首次以異時共生(Heterochronic parabiosis)技術來研究衰老。但直到 1993 年,科學家對整體衰老過程 —— 細胞內的 DNA 複製以至幹細胞修復受損組織等功能衰退 —— 仍所知甚微。儘管從蛔蟲身上發現,僅令某一基因出現突變便可延長其壽命一倍,這種改變單一基因的方法在哺乳動物身上卻行不通。
年長老鼠聯體共生,重獲青春?
史丹福大學神經學家 Thomas Rando 認為,血液輸送的各種信號分子,負責協調新陳代謝、免疫反應等無數機能,可能還包括複雜而有系統的衰老過程。團隊將兩隻近親繁殖的老鼠沿側腹切開,然後並排縫合在一起,讓血管隨切口癒合而連接起來。2005 年發表於「自然」科學雜誌的報告表明:較年長的老鼠,當其中一條腿被冰塊凍住,肌肉修復細胞僅增加約 10%;與另一隻年幼老鼠「連接」後卻增加兩倍。
該論文發表後,當時年僅 25 歲的 Villeda 便展開了 3 年研究,希望進一步找出血液與大腦的關係。他及團隊於 2011 和 2014 年發表報告,證實成年老鼠在聯體配對中長出的新神經元數量,是平時的 2 至 3 倍;獲取年輕血液不但可重塑舊的神經細胞,還能改善成年老鼠的學習和記憶力。其他團隊進行的研究亦表明,共生可改善心臟、骨骼和其他組織的功能。Villeda 還將從幼鼠收集得的血漿輸給年長老鼠,也獲得相同效果。
然而,因為人類的免疫系統會互相排斥,難以在人類身上進行異體共生手術。而為老年人持續輸送年輕的血液亦不可行,因每一次都會帶來感染或過敏風險,還可能因激發細胞分裂而導致癌細胞出現;何況至今尚未確認能否在人類身上獲得預期效果,以及背後的機制。美國巴克衰老研究所行政總裁 Eric Verdin 指出,現今最大的挑戰,是將所獲知識轉化為方便而有效的形式來造福人類。
從老鼠回到人類身上……
最直接的途徑是透過血液確認出促使衰老的物質,從而研發可阻斷該因子的藥物。Villeda 團隊已發現一種名為 CCL11 的蛋白質,會在老年人和老鼠體內增加,並與腦細胞減少生長有關。另一種方法是改良血漿配方,已分別有研究顯示催產素和蛋白質 GDF11 可能是關鍵成分。而史丹福大學神經學教授 Tony Wyss-Coray 創立的生物科技公司,正探索數百種血源性蛋白質的混合物,用於治療與年齡有關的疾病。
另一種研究方向,假設要達致恢復活力的效果,可能並非來自某一種或多種化合物的組合,而是要稀釋一些積累在血液中的未知有害物質。美國加州大學柏克萊分校的 Conboys 團隊,證實用鹽水和血漿中主要蛋白質 —— 純化白蛋白的混合物,取代年長老鼠的一半血液後,有效使囓齒動物的心臟、肝臟和大腦恢復活力。他們正計劃進行人體臨床試驗,確定能否透過沖洗血液來解決虛弱和認知能力下降等問題。
眾所周知,運動可減少衰老對大腦的影響,增加器官的血流量,並於產生新神經元的區域促進細胞生長。Villeda 團隊成員之一 Shelly Fan,自 2013 年開始計劃另一項研究。她讓成年白老鼠在運動輪上任意衝刺,於 6 週後收集其血漿,並輸送給年老而缺乏運動的白老鼠,結果發現後者的大腦增生了新神經元,記憶力亦有所改善,肝臟更增加了包括一種名為 GPLD1 的酵素,該酵素在活躍的老年人體內也很豐富。
Villeda 還嘗試了一種稱為熱量限制的養生法,旨在將食物攝取量減少 20% 至 30%,透過動物實驗證實可改善大腦、新陳代謝、心臟功能和年齡相關的衰退。Rando 的團隊則正在測試一種高脂肪、低碳水化合物的生酮飲食。還有其他實驗,針對短期身體壓力如劇烈運動,甚至是小劑量輻射對恢復活力的影響。