為什麼我們沒有進化出長生不老的能力：揭開衰老的秘密！

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最近，德國美因茨分子生物學研究所（IMB）的科學家們在理解衰老過程起源方面取得了突破性的發現。他們發現了屬於自噬過程的基因，自噬是細胞最重要的存活過程，可以促進年輕蠕蟲的健康和適應性，但是卻會在蠕蟲年老後加速它們的衰老。該研究發表在近日的《Genes & Development》期刊上，首次提供了明確的證據——衰老過程是如何在進化中出現的。這項發現對神經退行性疾病的治療也有廣泛的意義，比如阿爾茲海默症、帕金森症、亨廷頓病等。這其中都涉及到細胞自噬作用。研究人員通過關閉蠕蟲的自噬作用延長其壽命，並且對於蠕蟲的神經和全身健康都有很強的提升作用。

這個星球上所有的物種都會變老，這是為什麼呢？這篇名為"Neuronal inhibition of the autophagy nucleation complex extends lifespan in post-reproductive C. elegans"的研究中，IMB的Holger博士首次發現了一些能夠解答這一問題的基因證據。

正如達爾文所說，自然選擇會留下適合在特定環境中生存的個體，並且讓它們把自己的基因傳下去。如果某個性徵對於提升繁殖成功率有益，那麼這個性徵被留下來的機會就更大。理論上來說，這應該能夠把防止衰老的基因選擇性地傳遞下來。因此，儘管事實並非如此，但是從進化的角度來看，衰老是不應該發生的。自從19世紀開始，這一進化悖論就開始被人們爭論。在1953年，George C. Williams的基因多效性（antagonistic pleiotropy，AP）理論給了一個關於衰老是如何通過進化被傳遞下來的合理解釋。Williams認為，自然選擇留下了促進繁殖成功率的基因，但是卻因此而忽略了它們對長壽的副作用。重要的是，只有當這些副作用發生在繁殖之後這一理論才是真實的。也就是說，如果某個基因突變能夠促進產生更多的後代，那麼縮短壽命也無所謂了。這是因為，短期內這樣的父母會有大量的後代來彌補這種缺失。所以，隨著時間流逝，這種促進健康但也促進衰老的基因突變被選擇下來，而衰老過程也就被深深地刻在我們的DNA中。雖然這一理論已經被數學模型驗證過，而且也在現實世界中表現出它的意義，但是關於這種基因行為的證據仍然不足。

文章作者之一Jonathan Byrne說：「衰老的進化理論完美地解釋了所有事情，只是缺少實際證據證明這確實發生在自然界中。進化對於那些促進衰老的基因突變的作用並不知情，而且這種作用只有在繁殖過程結束之後才體現。事實上，衰老是進化的一個疏忽。這些AP基因以前沒被發現的原因是，很難利用已經非常衰老的動物進行研究，我們首次找到了大規模進行這種研究的方法。在一個相對小的樣本中，我們發現了大量相互對抗的基因（30個）。過去的研究發現，促進衰老的基因對於發育也是重要的，但是這次發現的30個基因尤其只對老年蠕蟲有促進衰老的作用。考慮到我們只測試了蠕蟲0.05%的基因，可能還存在更多起到這種作用的基因。」

進化促進衰老的證據並不是該論文的唯一發現，文章的另一作者Thomas Wilhelm說：「最令人驚訝的是這些基因參與的過程。」對於填補了這個60年謎題的證據Wilhelm並不滿足，他和同事們繼續研究這些基因中的一部分在秀麗隱桿線蟲中究竟做了什麼，它們是如何促進衰老過程的。另一位研究人員Holger Richly博士說：「我們發現一系列參與調節自噬作用的基因，而這一過程會加速衰老。結果確實令人驚訝，自噬過程是細胞中重要的循環過程，如果要正常地過完一生這一過程是必不可少的。自噬作用會隨著年齡增長而減緩，研究人員發現，自噬作用在老年蠕蟲中會完全惡化。他們發現，關閉啟動這一過程的關鍵基因可以使蠕蟲的壽命更長。這使我們不得不重新考慮細胞中的這一最基本的過程。即使自噬作用不起作用也常常被認為是有益的。相反，我們發現，自噬作用出現問題會帶來嚴重的後果，我們最好避免這種情況。這就是典型的基因多效性，自噬作用對於年輕蠕蟲的成熟是有益的，但在生殖之後，就將工作異常並導致蠕蟲衰老。」

Richly和他的團隊能夠從神經元中追蹤到促進長壽的信號源。通過抑制年老蠕蟲神經元中的自噬作用，不僅可以延長蠕蟲的壽命，還顯著提升了蠕蟲的健康水平。Thomas Wilhelm說：「想像一下當你人生過半，突然得到一種藥物使你保持只有你一半年齡的人的健康和活力，且壽命也跟著延長了。這些蠕蟲所經歷的就是這樣。我們只是關閉了一個組織中的自噬作用，就對蠕蟲的全身起到了促進作用。接受這種治療的蠕蟲的神經元更加健康，我們認為這也能使肌肉和身體其他部分保持更好的狀態。最終結果是生命延長50％。」

雖然研究人員們還不清楚使神經元更長時間保持健康的機制，這項發現對於現實世界也是有意義的。Thomas Wilhelm說：「有很多疾病都與自噬作用異常相關，比如阿爾茲海默症、帕金森症、亨庭頓病等。這些自噬作用基因可以作為保持神經元完整性的一種方法。」雖然這種治療方法離我們還很遠，前提是這些發現可以在人類身上復現，但它確實帶來了希望，防止疾病、返老還童、延年益壽都是可能的。

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