为什么我们没有进化出长生不老的能力：揭开衰老的秘密！

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最近，德国美因茨分子生物学研究所（IMB）的科学家们在理解衰老过程起源方面取得了突破性的发现。他们发现了属于自噬过程的基因，自噬是细胞最重要的存活过程，可以促进年轻蠕虫的健康和适应性，但是却会在蠕虫年老后加速它们的衰老。该研究发表在近日的《Genes & Development》期刊上，首次提供了明确的证据——衰老过程是如何在进化中出现的。这项发现对神经退行性疾病的治疗也有广泛的意义，比如阿尔兹海默症、帕金森症、亨廷顿病等。这其中都涉及到细胞自噬作用。研究人员通过关闭蠕虫的自噬作用延长其寿命，并且对于蠕虫的神经和全身健康都有很强的提升作用。

这个星球上所有的物种都会变老，这是为什么呢？这篇名为"Neuronal inhibition of the autophagy nucleation complex extends lifespan in post-reproductive C. elegans"的研究中，IMB的Holger博士首次发现了一些能够解答这一问题的基因证据。

正如达尔文所说，自然选择会留下适合在特定环境中生存的个体，并且让它们把自己的基因传下去。如果某个性征对于提升繁殖成功率有益，那么这个性征被留下来的机会就更大。理论上来说，这应该能够把防止衰老的基因选择性地传递下来。因此，尽管事实并非如此，但是从进化的角度来看，衰老是不应该发生的。自从19世纪开始，这一进化悖论就开始被人们争论。在1953年，George C. Williams的基因多效性（antagonistic pleiotropy，AP）理论给了一个关于衰老是如何通过进化被传递下来的合理解释。Williams认为，自然选择留下了促进繁殖成功率的基因，但是却因此而忽略了它们对长寿的副作用。重要的是，只有当这些副作用发生在繁殖之后这一理论才是真实的。也就是说，如果某个基因突变能够促进产生更多的后代，那么缩短寿命也无所谓了。这是因为，短期内这样的父母会有大量的后代来弥补这种缺失。所以，随着时间流逝，这种促进健康但也促进衰老的基因突变被选择下来，而衰老过程也就被深深地刻在我们的DNA中。虽然这一理论已经被数学模型验证过，而且也在现实世界中表现出它的意义，但是关于这种基因行为的证据仍然不足。

文章作者之一Jonathan Byrne说：“衰老的进化理论完美地解释了所有事情，只是缺少实际证据证明这确实发生在自然界中。进化对于那些促进衰老的基因突变的作用并不知情，而且这种作用只有在繁殖过程结束之后才体现。事实上，衰老是进化的一个疏忽。这些AP基因以前没被发现的原因是，很难利用已经非常衰老的动物进行研究，我们首次找到了大规模进行这种研究的方法。在一个相对小的样本中，我们发现了大量相互对抗的基因（30个）。过去的研究发现，促进衰老的基因对于发育也是重要的，但是这次发现的30个基因尤其只对老年蠕虫有促进衰老的作用。考虑到我们只测试了蠕虫0.05%的基因，可能还存在更多起到这种作用的基因。”

进化促进衰老的证据并不是该论文的唯一发现，文章的另一作者Thomas Wilhelm说：“最令人惊讶的是这些基因参与的过程。”对于填补了这个60年谜题的证据Wilhelm并不满足，他和同事们继续研究这些基因中的一部分在秀丽隐杆线虫中究竟做了什么，它们是如何促进衰老过程的。另一位研究人员Holger Richly博士说：“我们发现一系列参与调节自噬作用的基因，而这一过程会加速衰老。结果确实令人惊讶，自噬过程是细胞中重要的循环过程，如果要正常地过完一生这一过程是必不可少的。自噬作用会随着年龄增长而减缓，研究人员发现，自噬作用在老年蠕虫中会完全恶化。他们发现，关闭启动这一过程的关键基因可以使蠕虫的寿命更长。这使我们不得不重新考虑细胞中的这一最基本的过程。即使自噬作用不起作用也常常被认为是有益的。相反，我们发现，自噬作用出现问题会带来严重的后果，我们最好避免这种情况。这就是典型的基因多效性，自噬作用对于年轻蠕虫的成熟是有益的，但在生殖之后，就将工作异常并导致蠕虫衰老。”

Richly和他的团队能够从神经元中追踪到促进长寿的信号源。通过抑制年老蠕虫神经元中的自噬作用，不仅可以延长蠕虫的寿命，还显著提升了蠕虫的健康水平。Thomas Wilhelm说：“想象一下当你人生过半，突然得到一种药物使你保持只有你一半年龄的人的健康和活力，且寿命也跟着延长了。这些蠕虫所经历的就是这样。我们只是关闭了一个组织中的自噬作用，就对蠕虫的全身起到了促进作用。接受这种治疗的蠕虫的神经元更加健康，我们认为这也能使肌肉和身体其他部分保持更好的状态。最终结果是生命延长50％。”

虽然研究人员们还不清楚使神经元更长时间保持健康的机制，这项发现对于现实世界也是有意义的。Thomas Wilhelm说：“有很多疾病都与自噬作用异常相关，比如阿尔兹海默症、帕金森症、亨庭顿病等。这些自噬作用基因可以作为保持神经元完整性的一种方法。”虽然这种治疗方法离我们还很远，前提是这些发现可以在人类身上复现，但它确实带来了希望，防止疾病、返老还童、延年益寿都是可能的。

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