大象活到70岁不患癌?因为体内有……
并不只有我们人类向往长生不老,动物王国中许多不同的物种已进化出了让自己更长寿的方法,有的物种寿命能达到500岁,归根结底原因在于新陈代谢和DNA。
当身体在分解和消化食物的时候,细胞把氧气和食物转化成能量的过程中会产生氧自由基,这会损害DNA和细胞膜,导致突变,这些突变积累起来最终会造成人体衰老和癌变。合理的膳食是人类延长生命的最佳方式。这个 “秘密”实际上已经在动物界存在了数百万年,许多动物已“掌握”了长寿的秘诀。
裸鼹鼠“不老”的秘诀
裸鼹鼠原产于东非埃塞俄比亚、肯尼亚和索马里热带草原的干旱地区,它们的皮肤皱巴巴的,眼睛小,还长着突兀的龅牙。虽然它们的颜值不够,却有着其他哺乳动物所没有的特殊能力。它们的平均寿命为30年,远远超过其他啮齿动物“近亲”。
更厉害的是,研究人员发现这种啮齿动物事实上“不会衰老”。人类在40岁后每8年死亡风险就会翻倍,而一只雄性裸鼹鼠在一岁时的死亡概率与在25岁时的死亡概率几乎相同。
主要是因为这种动物新陈代谢缓慢,身体会更缓慢地处理摄入的能量,并维持较低的体温。裸鼹鼠是已知为数不多的拥有这种特质的哺乳动物之一。
此外,裸鼹鼠会产生一种名为透明质酸的独特蛋白质。这种蛋白质似乎具有抗癌特性。2009年的一项研究表明,裸鼹鼠的一生中都维持了这种蛋白质的完整性。
加州旧金山谷歌生物技术公司的研究人员Buffenstein称:“裸鼹鼠的身体似乎可以保护它们的基因免受伤害,并且快速清除掉细胞突变。查明裸鼹鼠的身体运作机制,将有可能帮助减缓人类的衰老进程。”
事实上,大多数爬行动物是变温动物,它们的体温会随着周围温度的变化而变化,它们还能保持长时间不进食,从而减缓新陈代谢,减少用于抵御寒冷所损失的能量。最长寿的爬行动物之一象陆龟寿命可达177年。
所有的哺乳动物,包括人类,几乎都是恒温动物。裸鼹鼠是一个奇葩的例外,为了节省能量,活得更长,裸鼹鼠干脆放弃了哺乳动物的特质。
活到500岁的格陵兰睡鲨
格陵兰鲨鱼就更厉害了。它们生活在幽深冰冷的北极水域,居住深度可达水下2000米,神出鬼没。我们根本不知道它吃什么,多久吃一次。我们知道的是,这种神秘的鲨鱼是世界上寿命最长的脊椎动物之一(包括所有鱼类、鸟类、爬行动物和哺乳动物),寿命最长的格陵兰鲨鱼活到了392岁(还有一些科学家认为,它们最多可以活到500岁)。
维持长寿的方式是保持低体温、少进食。它们的身长通常在4~5米,游泳速度却只有0.34米每秒,代谢水平非常低。
大象不患癌的秘密
大象是体积最大的陆地哺乳动物之一,这意味着它们的细胞分裂次数非常多。细胞的数量越多,患癌症的概率也就会越大。大象体内的潜在癌变细胞,是人类的近100倍,每次分裂都会增加癌变的风险,导致基因突变、衰老。因此,根据“普拉多定律”,像大象这样的大型动物会老化地特别快,并且容易患上癌症。
很显然,事实并非如此。大象的平均寿命在60~70年间。芝加哥大学一项研究发现,只有不到5%的大象死于癌症。
大象及其“远亲”儒艮和海牛已进化出了超强的p53基因和LIF基因。p53抑癌基因是生物体内一种抑制细胞转变癌细胞的基因,这些基因让大象有效地清除衰老或突变的癌细胞。所有哺乳动物都携带LIF基因。在大部分的哺乳动物中,包括人类,也只有一份,但是在大象或海牛体内,会有多份,大象体内有十份。激活的基因产生了一种新的蛋白质,这种蛋白质能够清除受损细胞。
芝加哥大学人类遗传学助理教授文森特·林奇在一份声明中说:“这些基因是有益的,因为它们可以对遗传错误和DNA修复过程中的错误做出反应,从而摆脱随后可能发生的癌症。”
图源:Cell Reports
这些基因是经过长时间的历史进化而来。在另一个类似的例子中,最大的啮齿动物水豚已进化出了一种非常强大的免疫系统,可以减轻体积庞大所带来的癌症风险。
科学家们已经在寻找利用这些基因来延长人类寿命的方法。事实上,“拮抗多效性”这一假设已经发现,许多导致老年癌症的基因实际上对我们年轻时的生长发育至关重要。
“如果我们能够破解这些基因组的变化,那么我们下一步就可以思考如何利用这种变化来造福人类。” 犹他大学教授兼癌症研究所研究员约书亚·希夫曼在接受CNN采访时说。
小蠕虫,大学问
不仅仅对大象和鲨鱼的研究有启发性,一种名叫C Elegans的微型蠕虫很早就向科学家们揭示了长寿的秘诀。四十多年前,研究人员发现,减少这些蠕虫的喂食量,用较少的氧气培养它们,减缓它们的新陈代谢,或者让它们在较低的温度下生存,都会大大地延长它们的寿命。
原来,蠕虫体内有一种相当于胰岛素的物质。(至少在蠕虫体内)胰岛素的作用不仅仅是调节血糖,还可以加速或减缓新陈代谢与细胞复制。新陈代谢和细胞复制越慢,衰老地越慢。
有些人认为,虽然人体与动物相比要复杂得多,但同样的原则也可能适用。 MILES临床研究所正在致力于研究调节血糖(如胰岛素)的II型糖尿病药物二甲双胍是否能延长非糖尿病患者的寿命。
来自动物王国的不同物种都证明了新陈代谢与延长寿命有着不可分割的联系。我们可以做的最好的事情就是以健康的方式生活。大量的研究表明,适量的饮食和运动是延长寿命的方法。世界上最健康的饮食方式在哪儿?点此了解BBC纪录片《全球最健康的饮食方式》。
2018年10月《柳叶刀》发布了全球2040年平均寿命预测性研究,中国人寿命在2016年到2040年间将从76.32岁增长到81.87岁。
也许未来有一天,我们会发现“青春之泉”的存在,我们可以肆无忌惮地吃,但却仍可以像格陵兰鲨一样长寿。但在人类没有破解“长生”密码之前,我们也许可以从动物身上研究和探索健康长寿的奥秘。
参考文献:
1. Animals Reveal Their Secrets To Cheating Death (Forbes)
2. A Zombie LIF Gene in Elephants Is Upregulated by TP53 to Induce Apoptosis in Response to DNA Damage (Cell Reports)
3. Forecasting life expectancy, years of life lost, and all-cause and cause-specific mortality for 250 causes of death: reference and alternative scenarios for 2016–40 for 195 countries and territories(The Lancet)
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