抢追青春泉─老化研究新发展

发表:2008-01-20 12:09
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科学家研究人类老化过程,曾提出许多不同观点。位于美国旧金山湾区的巴克老年研究所(Buck Institute for Age Research ),正以"老病相随"观点,进行最先进的老化研究。

刚过四十五岁生日的生物学家修斯(Robert Hughes),任职于加州旧金山湾区诺瓦托市(Novato)的巴克老化研究所。这是一个专门研究老化的独立研究机构。

修斯等十五位巴克研究所的主力研究员在这儿待久了,对于人总会逐渐变老的事实,也有别于常人的敏锐感受。但是一九九九年才启动研究计画的巴克研究所,其实很年轻。

巴克研究所所长布瑞德森(Dale Bredesen)说,这个研究所"不过是即将变成青少年的小孩"。经历了艰难草创期的巴克研究所,现在有改变世人如何看待老化的研究潜力。

巴克研究所的创立宗旨,是将老化与疾病视为同一种"生物过程",而且只有透过跨学科的整合研究,才能真正了解老化与疾病。

美国国家卫生院(NIH)也支持这类研究计画。二○○五年,美国国卫院将巴克研究所选为"老化基础生物学卓越研中心"。去年九月,美国国卫院又提拨两千五百万美元(约台币八亿元)给巴克研究所,协助巴克研究所创立新的"科际整合学门",名为"老年科学"(geroscience),旨在探讨老化与年老疾病之间的关系。

巴克研究所计画在三到四年之内增建十个实验室,使实验室数量达到四十五个。不过,这个扩建计画能否实现,端看经费筹措的成绩。

一流研究

美国研究老化的其他专家,将巴克研究所视为探索老化与疾病的先驱研究机构。

布朗大学分子生物学家海芬(Stephen Helfand )说,老化肯定是值得深究的实验领域。然而,学界看待老化研究时,总会有些质疑,巴克研究所能否成功,也一直是大家关心的焦点。同行学者都在猜:巴克研究所究竟会做大胆冒险的一流研究,还是会重复做那些"过时无趣"的研究?

一九五○年代,科学家多半认为无法真正了解老化的成因。当时的学者利用很粗糙的工具进行研究,成果也无法获得重视。

有人认为,"热量限制"可以延长某些生物的寿命,但是究竟何以致此,还是个谜。研究老化,似乎只有单纯的观察这一条途径。

在巴克研究所与劳伦斯柏克莱国家实验室任职的细胞与分子生物学家坎皮西(Judith Campisi)说,当年的学者,根本是在折磨那些年老与年幼的老鼠。前辈科学家只能描述老鼠的老化现象,无法了解老化的机制。

一九六一年左右,研究人员开始认为老化是生物学的过程,不属于病理现象。一九七四年,美国国卫院设立了一个国家老化研究所,象征老化研究已在主流生物医学领域占有一席之地。不过,由于遗传工程与现代分子生物学的进展,老化与疾病之间的细微分野,又逐渐模糊起来。

新一代的研究人员,擅于使用分子生物学技术。一九九○年代,他们发现将酵母菌、苍蝇等生物的某些基因剃除,会大幅延长它们的寿命。同时,这些基因的突变,还会降低癌症、糖尿病的发生率。

罹患癌症与糖尿病的老人比年轻人多,但学者不认为这些疾病是老化过程的一部分。许多研究都使人不得不去思考:也许老化与罹患疾病属于同一种过程?

巴克研究所的研究员李斯高(Gordon Lithgow)表示,学界绕了一圈,才确定老化与疾病是同一回事儿。要研究老化与癌症,其实不需要分别位于两栋大楼、预算分立的国家癌症研究所与国家老化研究所。如果老化是成人罹患癌症的最大因素,就应该把老化与癌症放在一起研究。

一九七五年,曾任护士的贝瑞儿巴克(Beryl Buck)过世时,留下一笔信讬基金,这笔遗产让巴克研究所有财力进行跨学科的老化研究。

当年巴克所指定的遗产用途之一,是造福诺瓦托等属于马林郡(Marin County)境内城镇的老年人。这笔钱,虽着股价飙涨,价值从一千一百万美元变成数亿美元。旧金山市政当局还与马林郡打过官司,一九八六年才尘埃落定,法院最终判决这笔钱应该属于马林郡。

当时在哈佛医学院研究老化的罗尔(Jack Rowe)组织了一个顾问委员会协助处理这个基金,委员会最后决定把这笔钱用于建立一座独立的老人学研究中心,其运作型态将类似圣地牙哥的萨克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies )。

生命的设计

顾问委员会打算模仿萨克研究所的两大特点:绝佳地理位置与非凡建筑。信讬基金会买下博代尔山(Mount Burdell)上两百公顷的土地,山丘上散布着橡树,从山顶望去,太平洋与旧金山湾尽收眼底。

顾问委员会还大手笔邀请华裔美籍建筑师贝聿铭设计耗资五千九百万美元的研究总部大楼。园区在一九九六年开始动工。

委员会找了神经科学家布瑞德森来主持新成立的巴克研究所。当时布瑞德森任职于另一个私人机构"伯恩汉医学研究所"(The Burnham Institute for Medical Research )。

布瑞德森心目中的巴克研究所,是一个能够自给自足的科际整合研究中心,主要研究项目包括:老化生物学、疾病研究与科技研发。

老化与疾病是一体两面的观点,仍有争议。哈佛医学院的辛克莱(David Sinclair )曾以红酒中的白藜芦醇(resveratrol)延长老鼠的寿命,声名大噪。辛克莱并不把老化视作单一疾病,而是把老化当成"身体健康恶化时所产生的许多可以预见的疾病"。

不过,密西根大学的米勒(Richard Miller)说,辛克莱的论点,遗漏了一个细微但重要的问题:老化虽是许多疾病的主要成因,但并非"唯一成因",老化的某些结果,不一定属于"疾病现象",老化与疾病之间还是有一些差异。

尽管学者意见不同,他们都认为,人工干扰老化过程,会使罹患老年相关疾病的人病情减轻。辛克莱现在正进行一项临床实验计画,企图透过白藜芦醇防止人类得糖尿病。

目前研究老化的学者,大多不再尝试延长生物寿命,而以治疗老年疾病为主要任务。这个转变,使老化研究拥有正当性,也吸引了过去不愿投身老化研究的科学家。

老化研究总是启人疑窦,让人觉得科学家探究老化,是想抢得"青春之泉",动机纯属自私自利,也不太可能成功。今日的老化研究人员,也极力避免外界对他们有这种观感。

巴克研究所的修斯,擅长研究蛋白质之间的互动,利用药物筛检科技寻找杭丁顿氏舞蹈症等蛋白质异常疾病的解药。他说,他最感兴趣的课题,是那些可以延长寿命的药物,是否可能成为治疗疾病的新药。

高风险事业

对于修斯等巴克研究所的成员来说,国卫院"老年科学"奖助计画,能使构想成真。李斯高说,这个奖助计画带来最关键的东西,就是"速度"。少数几个研究计画若能提早成功,学者也不必花费多年辛苦持续钻研,研究成果也可能带来极高的回馈。

李斯高与坎皮西都在找所谓的检查站基因(checkpoint genes),这种细胞内的交通警察,会搜寻细胞内的破损部份,避免有缺陷的细胞持续分裂。这是癌症研究的重要项目之一,因为这种检查站基因的产物,足以抗癌。

去年,李斯高的实验室透过压抑"秀丽隐杆线虫"(Caenorhabditis elegans)的检查站基因,使线虫的寿命延长。然而,压抑哺乳类动物的检查站基因,却会造成癌细胞持续分裂,使动物提早死亡。这是因为秀丽隐杆线虫的细胞几乎不会分裂。

研究结果也显示,不分裂的细胞若失去某些检查站基因,反而能保持细胞的健康。学者认为,这个概念也可以延伸到人类中风患者的脑细胞,因为成年人类的神经元也不会分裂。

学者通常要花好多年才能将线虫研究的成果与其他生物的研究相互连结,至终可能有人会提供资金,赞助人体细胞的相关研究。

不过,坎皮西与李斯高在巴克研究所直接建立了有三个成员的跨学科合作小组。曾娴敏( Xianmin Zeng音译)专攻人类胚胎干细胞研究,她会从干细胞培育出人类神经细胞,李斯高与坎皮西则研究这些神经细胞组织中的细胞分裂蛋白质。

负责发放国卫院奖助经费的审核委员会可能会认为,这种跳跃式的研究计画过份投机。李斯高也坦言,这种研究计画,要通过传统的奖助金审核机制,可能很困难。

"老年科学"奖助计画,对巴克研究所的高风险研究是一大助益,但是有钱不代表会成功。巴克研究所有必须克服的障碍,好比它必须遵守许多建筑法规,这会限制它的实验室扩建计画。此外,虽然它的所在地风景宜人,与外界隔绝,但是距离学术重镇柏克莱与旧金山加州大学都有五十公里之遥。

麻省理工学院研究老化的生物学家古兰特( Leonard Guarente)说,巴克研究所的缺陷,在于它独立于大学或医院运作。另一方面,它的强项是拥有非常好的研究人员,这些人才的工作也有优异成果。

其实,成果优异不等于财源广进,虽然某些老化研究项目吸引许多注意,但这些注意力并没有变成足够的财务支援。巴克研究所每年从巴克信讬基金会取得六百万美元,两千五百万美元的老年科学奖助金必须需分五年逐次取得。

巴克研究所每年的营运预算约为三千万美元(约台币九亿六千万元),但是扩建计画使得巴克研究所每年财务缺口超过两千万美元(约台币六亿四千万元),这些资金缺口必须以其他奖助金与私人募款方式填补。

虽然抗老化产品是当红炸子鸡,吸引大笔资金投入研发,但许多研发计画的内涵令人存疑。具有争议性的人物,好比曾是电脑科学家的德葛雷(Aubrey de Grey),善于推销远比巴克研究所创立宗旨更吸引人的研究目标,让捐献者甘心投入许多资金赞助他。

德葛雷认为,所有老化现象的源头都是"细胞损坏",将此损坏修好,人类即可长生不死。这个宏伟目标吸引了许多平民百姓捐献,汇集超过四百五十万美元(约台币一亿四千万元),成立"玛土撒拉老鼠奖"(Methuselah Mouse Prize),激励研究人员寻找延长老鼠寿命的方法。

学院派的研究人员对此发展持两极意见。有人说,德葛雷把老化看得太简单,这种观念有可能对老化研究界造成负面冲击。

德葛雷曾在巴克研究所演讲,部分听众认为,德葛雷在推广"伪科学",希望巴克研究所不要与德葛雷有任何牵扯。

也有人乐见德葛雷使大众对老化研究感到好奇,不是什么坏事。坎皮西说,德葛雷哗众取宠,推广手段的确有缺陷,但是德葛雷能让富人捐款投入抗老化的基础研究,的确对整个老化研究界有不少助益。

总而言之,捐款赞助老化研究的人,似乎对寻找"青春之泉"更有兴趣,他们不想知道正常老化机制的运作细节。

布朗大学的海芬也说,当他跟一般人解释他的专业是"研究老化"时,别人会告诉他:"你肯定很有钱。"由此可见,一般人不愿细究老化过程,只希望自己得糖尿病的亲人能早日痊愈。

这也造成研究疾病的学者比研究老化的学者能得到更多经费赞助。美国国家老化研究所今年的预算总额虽高达十亿美元(约台币三百廿亿元),却比美国国卫院旗下某些重大疾病研究部门的预算少,这些疾病研究单位的主攻病症包括癌症、心血管疾病与脑部病变。

关键在于美国国卫院的总预算并无增长的迹象。与大学、医学中心相比,研究预算紧缩的趋势对于巴克研究所这类"既无校友、也无病患"的独立机构伤害比较大。

不过,巴克研究所希望能改变这个局面。"老年科学"研究计画一旦奏效,也许能藉此研发出治疗或预防癌症与阿兹海默症的药物。这样就能造福普通老百姓,甚至包括刚过四十五岁生日的巴克研究所成员修斯。

修斯说,他的工作目标并非让自己变成百岁人瑞,他只希望尽可能活得健健康康,有能力帮助研究老化的学者,让他们对"影响人类生存的真实问题",做更深刻清晰的思考。




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