
2020年12月2日,国际学术期刊《自然》封面刊登了一张视网膜照片,并配以醒目标题“逆转时光”。这个看似更适合电影或小说的标题,指向的是美国哈佛医学院大卫·辛克莱教授的一篇研究论文。哈佛研究团队宣布,通过向患有青光眼和年老大鼠的视网膜输送三种基因,成功恢复了它们的视力。结果显示,神经细胞已恢复到健康年轻大鼠的状态。
曾经逆转衰老细胞的奇幻故事已成为现实。辛克莱创立的生物技术公司Life Biosciences,将六年前发表在《自然》杂志上的相同方法应用于青光眼患者。该公司于今年1月获得美国食品药品监督管理局(FDA)对眼科治疗药物ER-100的一期临床试验批准,并于3月开始对实际患者进行给药。这是人类历史上首次尝试将逆转细胞生物年龄的方法应用于人体。
单纯的疾病治疗或预防已不再是极限;如果身体能够真正恢复年轻,将创造巨大的经济价值。不仅健康寿命的显著延长会降低医疗成本,生产性劳动力也将大幅增加。这就是为何谷歌、OpenAI和亚马逊创始人等硅谷巨头纷纷向细胞重振公司投入数万亿韩元的原因。逆转生物钟的时代已经来临。
超越“零件更换”走向“细胞重启”
细胞重振的原理在二十年前就已确立。2006年,日本京都大学的山中伸弥教授宣布,通过向成熟皮肤细胞注入四种基因,使其退回到胚胎干细胞状态。这些能够像胚胎干细胞一样分化成体内任何细胞的细胞,被命名为“诱导多能干细胞(iPS细胞)”。山中教授因此项研究获得了2012年诺贝尔生理学或医学奖。
iPS细胞因其从根本上治愈疾病的潜力而备受关注,同时避免了胚胎干细胞需要破坏受精卵所引发的伦理争议。
山中教授通过将iPS细胞分化为视网膜细胞,成功治疗了有失明风险的黄斑变性患者。在美国,iPS细胞正被开发成多巴胺神经元,用于治疗帕金森病。哈佛团队更进一步:他们不再更换零件,而是通过向患者细胞注入所谓的“山中因子”——Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc——来“重启”系统,从而使细胞恢复年轻。
挑战在于,使用全部四种山中因子会导致神经细胞退回到早期干细胞阶段,从而丧失功能并可能引发癌症。2020年,哈佛团队在动物实验中仅使用三种因子(OSK)成功实现了部分重编程——即在逆转衰老的同时保持细胞身份。正在进行的临床试验也遵循相同的方法。
部分重编程类似于重启电脑软件:优化系统并修复错误,而非更换硬件。这种方法省去了创建iPS细胞并重新分化的繁琐过程,允许通过基因注射直接使衰老或病变的细胞恢复年轻。在今年2月阿联酋举行的世界政府峰会上,辛克莱表示:“衰老不再是不可避免的,而是越来越可治疗的。人体就像一台电脑——可以编程、重新编程并重启以恢复青春。”
年轻肌肤与增强记忆
此前,衰老被归因于DNA突变。然而,最近的研究表明,即使存在大量突变,衰老也不会加速,反之亦然。科学家们发现,虽然DNA本身保持不变,但结构修饰——例如附着分子——会改变基因功能。这种表观遗传变化现被理解为衰老的关键驱动因素。哈佛团队通过使用三种山中因子修改表观基因组,消除了细胞中的衰老痕迹。
另一项突破是时间控制。2016年,美国索尔克研究所的胡安·卡洛斯·伊斯皮苏亚·贝尔蒙特团队通过周期性激活山中因子,将患有早衰症的小鼠寿命延长了30%。他们使用易于穿透细胞膜的抗生素作为开关来调节基因表达。
部分重编程已在动物实验中显示出成功:使皮肤恢复年轻、减少疤痕、再生肌肉以及修复受损的心肌细胞。一项研究甚至改善了老年小鼠的记忆力。如果临床试验成功,可能开启一个不仅眼睛,连肝脏、肾脏甚至大脑都能恢复年轻的时代。
硅谷巨头纷纷投资
细胞重振技术的进步得到了硅谷大规模投资的推动。由杰夫·贝佐斯和尤里·米尔纳支持的Altos Labs获得了30亿美元(约4.467万亿韩元),这是生物技术初创公司有史以来最大的一笔初始投资。
米尔纳于2020年10月在他位于加州洛斯阿尔托斯山的家中召集了一次会议,邀请了贝尔蒙特和山中教授等学者讨论细胞逆转的可能性。米尔纳被其潜力说服,次年成立了Altos Labs,两位教授也加入了该公司。
开发ChatGPT的OpenAI首席执行官萨姆·奥尔特曼向2022年成立的Retro Biosciences投资了1.8亿美元(约2680亿韩元),目标是将健康寿命延长10年。贝佐斯和彼得·蒂尔投资了开发抗衰老药物的Unity Biotechnology。谷歌联合创始人拉里·佩奇和谢尔盖·布林于2013年成立了抗衰老公司Calico。
亿万富翁们认识到了逆转衰老的巨大经济潜力。辛克莱与伦敦商学院的安德鲁·斯科特教授以及牛津大学的马丁·埃里森教授在2021年预测,全球健康寿命每延长一年将产生38万亿美元(约5.6574万万亿韩元)的经济价值。与治疗疾病相比,单纯延缓衰老本身由于复利效应能创造更大的经济价值:延长生产年限、降低医疗成本并提高生活质量。健康寿命延长10年可能产生367万亿美元(约54.6316万万亿韩元)的收益。
市场正在快速增长。InsightAce Analytica在2023年报告称,抗衰老药物市场将从2022年的5.92亿美元(约8800亿韩元)增长到2031年的24.74亿美元(约3.683万亿韩元)。包括化妆品在内,全球抗衰老市场预计将从2025年的779.6亿美元(约116万亿韩元)增长到2035年的1495.4亿美元(约223万亿韩元)。
针对僵尸细胞的药物增强恢复年轻效果
业界也关注于消除或中和衰老的“僵尸细胞”——这些无功能的细胞逃脱了免疫清除,并导致骨质疏松、关节炎、肌肉流失和神经退行性疾病。Senolytics(破坏僵尸细胞的药物)和senomorphics(调节其分泌物的药物)正受到关注。与需要引入外源基因的部分重编程不同,这些药物可以利用现有药物,从而加速商业化进程。
韩国科学技术评价规划院(KISTEP)在2023年底预测,senolytics将在2025年实现,而细胞逆转技术将在2034年实现。然而,临床试验进展更快。
梅奥诊所于2019年发表了首个senolytic临床试验,使用达沙替尼(一种白血病药物)和槲皮素(一种植物色素)安全地改善了患者的肌肉力量。由贝佐斯和蒂尔支持的Unity Biotechnology已完成针对老年性眼病的senolytic药物UBX1325的二期试验。
Senomorphic药物包括二甲双胍(一种糖尿病药物)和雷帕霉素(一种免疫抑制剂),两者都在蠕虫和小鼠中显示出延长寿命的效果。诺华公司证实,一种雷帕霉素类似物使老年人对流感疫苗的反应提高了20%——相当于免疫力恢复了20%。
韩国研究人员将部分重编程与senomorphics相结合。2020年,韩国科学技术院(KAIST)的赵光铉教授团队与爱茉莉太平洋合作,通过暂时使用全部四种山中因子,成功将老化的皮肤细胞恢复到年轻状态。为预防癌症风险,他们结合使用了山中因子和senomorphic药物。应用于人工老化皮肤时,这种方法消除了老化标记并恢复了功能。爱茉莉太平洋正在利用山茶提取物中的senomorphic成分开发抗衰老化妆品。
从动物中寻找长寿秘诀
生物技术公司正在探索新的基因和蛋白质,以期在没有副作用的情况下诱导恢复年轻,并研究自然界的长寿模式。弓头鲸是最长寿的哺乳动物(超过200年),其DNA修复效率高,能防止突变和癌症。裸鼹鼠寿命长达30年(是类似体型啮齿动物的10倍),拥有一种独特的酶变体,可逆转与衰老相关的DNA损伤。当这种变体在果蝇中诱导时,其寿命增加了16%——相当于人类寿命延长12年。
谷歌的Calico将裸鼹鼠作为长寿模型,发现其死亡率不会随年龄增长而增加——这在哺乳动物中是独一无二的特征。不久之后,家庭购物频道可能会宣传结合了鲸鱼和裸鼹鼠DNA的“山中因子套装”。
参考文献
Neuron (2026), DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.11.028
Cellular Reprogramming (2024), DOI: https://doi.org/10.1089/cell.2023.0041
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Science (2021), DOI: https://doi.org/10.1126/science.abg5159
Nature (2020), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4
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