63岁飞跃20岁!尽猪血、救鼠命、效更高?
血液是人类等大部分生物不可或缺的组成部分,除了维持生命,血液还被一众衰老生物学研究者认为是潜藏了年轻力量的“青春之泉”。
当然,他们的观点也不无道理,毕竟换血抗衰已经研究了18年,从提出到层层验证,换血抗衰在科学家们的坚持不懈和抗衰极客们的跃跃欲试中稳步前进。
最近,“换血抗衰法”又上新了!生理时钟之父、衰老生物学大牛Steve Horvath作为第一作者亲自下场,发表预印本研究表示,想要换血抗衰,或许还能试试别的动物呢[1]?
衰老生物学发展100多年的历程中,抗衰手段日异月殊,无数干预方法来不及崭露头角就被时代吞没。
2005年,换血抗衰首次在Conboy夫妇教授手中诞生,并发表于顶刊《Nature》。最初的实验中,他们将一年轻一年老两只小鼠通过手术缝合在一起,以建立异体异龄共生的循环系统,这种像极了《●体蜈●》恐怖片的实验方法居然真的能让年老小鼠汲取年轻力量重返青春[2]。
图注:基于异体异龄共生的换血抗衰示意图与实操图
看上去“离经叛道”,却在大浪淘沙后保留至今,在之后的18年里,换血抗衰法发展、壮大。如今,这已经成为备受富豪欢迎的抗衰方法之一。
但一路走来,换血抗衰面对的质疑和抨击也不在少数。
有人质疑效果。前段时间硅谷富豪Bryan Johnson携父亲儿子迭代换血,但是输入儿子血液的Bryan并没获得显著的抗衰效果,虽然Bryan本人解释是因为自己已经足够健康,但负面报道还是如潮水般涌来;
有人讽刺意义。PayPal的联合创始人Peter Thiel在2016年表示想要进行抗衰血浆治疗,然后就被媒体刻画成了“四处寻找年轻受害者的吸血G”,甚至还被美剧公开嘲讽;
……
图注:没产生显著效果的Bryan父子(上),与美剧里嘲讽富豪换血抗衰的片段(下)
在足够强大的理论支持面前,任何非研究层面的困难都是纸老虎,但为了这项抗衰方法的未来发展前途着想,换血抗衰也在不但进步,早已不是当初令人望而生畏的“异体异龄共生”。
首先学界开发了一种小动物血液交换系统,通过先进设备交换血液,摆脱了成为恐怖片的可能(不是);然后他们发现,似乎血液稀释就能成为年轻血液平替,于是能置换血浆为白蛋白盐溶液的中性血液交换(NBE)诞生了[3];但是NBE存在血细胞损失的问题,于是,更智能的、只置换血浆但不影响血细胞的方法TPE(治疗性血浆置换)又出现在大众视野中[4]……
图注:比较智能的换血抗衰方法:治疗性血浆置换TPE
上述方法目前都还都局限于同种生物的换血,对人类来说困难重重,想要摆脱“找血奴”的恶名?研究者们仍需努力!本文的这项研究中,就提出了一款能打破种族屏障的换血抗衰法,或能彻底摆脱上述种种质疑。
不同于之前实验用的都是同种生物,这篇研究用的是小猪仔的血液,但抗衰的个体是大鼠。
他们和印度的一座牧场展开合作,牧场负责在屠宰6-7月大、即将出栏的小猪仔时收集血液,通过简单抗凝处理后提供给研究者们。研究者将这些小猪血浓缩、提纯、分离有效成分,再分次注射给109周龄的大鼠(约为人类63岁)。
图注:本文中用到的可怜的约克郡猪,俗称大白猪
事实证明,非同类的年轻血液,抗衰效果也如此强悍。
No.1
生理年龄回溯
首先,生理时钟之父做的研究,那必须要用上自己研究团队的优势和特长——生理时钟。为了展示自己实验室的实力,啊不,是为了让这项研究更精确,研究者们精心打造了4款新的大鼠生理时钟和2款人鼠生理时钟。
在小猪仔血液的干预下,109周龄老年大鼠多个器官的生理年龄都得到了极大的改善:肝脏生理年龄降低了77.6%,血液降低了68.2%,心脏降低了56.5%,下丘脑降低了29.6%,整体平均降低了67.4%。
图注:实验大鼠的生理年龄变化,红色为未处理老年鼠对照,蓝色为年轻鼠对照,橙色为实验组,可见实验鼠生理年龄能被恢复到年轻水平
虽然因为检测生理时钟需求,无法让大鼠们活到自然S亡,也就无法检测他们的寿命,但是生理时钟本身已经很好地说明了抗衰延寿效果,毕竟,让60+岁回溯到20岁,在各色延寿干预实验中都算是难得一见的成就。
No.2
抗衰效果显著
除了生理年龄降低,老年大鼠也表现出了非常广泛的抗衰表象。
首先也是必然的,老年大鼠的表观遗传被强烈逆转。毕竟生理时钟以表观遗传中的DNA甲基化为依托,生理时钟年龄的逆转本身就反映了表观遗传的年轻化;
然后就是更常见的抗衰指,均向着年轻化靠拢,反应身体机能的整体年轻化;
图注:各项身体指标均趋于年轻化
再然后是认知功能。研究者们用跑迷宫等常见的实验动物认知检测方法进行测试,发现接受治疗的老年大鼠认知功能也得到了持续的进步;
除了上述指标,这些大鼠的Y化应激水平、慢性火火症水平等能指向衰老或者促进衰老的多项指标都有所改善。总之,研究者们成功验证了,老年大鼠的年轻化不仅由表及里,还面面俱到。
No.3
干净又卫生?异种换血也能安全性拉满
人与人之间的输血,尚且要考虑血型,否则就会发生排异,那猪与鼠之间的血液交换会不会存在严重副作用呢?
万幸的是,这些被输入了猪仔血液成分的老年大鼠不仅吃嘛嘛香身体倍儿棒,在常规血检中也没被发现存在任何异常,完全没有受到来自异种的排异反应。
图注:红点和A为老年对照,黄点和B为老年实验组,蓝点和C为年轻对照,可见治疗不会造成体重下降、器官受损等副作用
难道这是小猪仔血液有特殊特性?NONONO,实际上,这样的高度安全性,完全是因为研究者们在挑选到了正确的血液成分——外泌体。
外泌体和换血抗衰的梦幻联动带来了令人惊喜的抗衰延寿效果,但好像存在剂量的问题。根据文中提供的数据,派派浅浅计算了一下,一只大鼠体重约为250g,而它的“回春剂”里需要包含0.715g固体沉淀物质。
根据之前文献,60mL血液中平均含有100μg外泌体[5],假设本文的血液处理方法效率足够高,且“固体沉淀”中仅包含外泌体,那么,根据文中信息“一只小猪仔能提供1.5L血液”,每有一只大鼠恢复年轻态,就有143只小猪仔惨遭屠宰。
虽然说它们生在牧场本身也得成为盘中餐,但异种换血抗衰的代价原来这么高的吗?那这种方法还值得期待吗?别急,让派派从头帮你解析外泌体抗衰的原理和优势。
作为细胞吐出的泡泡,外泌体体型小(直径只有细胞的1/600-1/100),但特能装,其中已被鉴定出多种组成元素,包括数千种蛋白质和RNA,以及数百种脂质。
因为内含物足够丰富,外泌体能成为供体细胞的“指纹”和“签名”,而外泌体从一个细胞出来进入另一个细胞,也就承担着细胞间通讯的能力[6],将供体细胞状态传递给受体细胞,这也正是通过外泌体,年轻的猪仔能让老年大鼠重返青春的根本原因。
图注:小小泡即为外泌体
多年前就有研究发现,一些特殊细胞的外泌体有抑制火火症反应、激活抗凋亡和促存活途径等促进组织修复和再生的能力[7],如间充质干细胞等。外泌体还陆续被证明可以缓解生殖、认知、皮肤等衰老中发挥重要作用[6,8-9]。
它们复制了干细胞移植的抗衰优势,但还具有避免与干细胞移植治疗相关的immune排斥、干性维持、细胞衰老和肿瘤发生相关的潜在风险等优点[9]。所以,只给大鼠输入作为血液成分的外泌体而不是血液,本来就不会产生排异反应。
而且,除了血液,其他生物体液中也都有外泌体的存在,包括尿液、唾液、母乳、脑脊液、精液、羊水和腹水等[10],也就是说,作为屠宰边角料的血液当然是最容易采集的,但研究者们其实还有其他选择,一只小猪的血液能提取出5mg的外泌体,那全身体液呢?
图注:几乎所有生物体液中都有外泌体
此外,外泌体也不必真的从活体动物身体里获得嘛,通过生物工程人工培养的特殊细胞,就能源源不断地吐出外泌体。随着生物技术的发展,能作为“回春剂”的外泌体实现批量化生产,也不会是一件困难的事情。
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从缝合怪到血液稀释到外泌体抗衰,科学家们的努力除了在让“换血抗衰”这一独特抗衰干预方法变得更高效,也在让它融入人性社会。
试想一下,在未来,想要抗衰延寿的你走进一家“换血商店”,定制一份“青春套餐”,很快,一份物美价廉、还简单快速的外泌体就被生产出来,全程看不到一滴血液,也没有任何他人或动物受到伤害,还能从60岁回到20岁,是不是很值得期待呢?
—— TIMEPIE ——
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