人类长生密码之细胞寿命

人类能长生不老吗

对永生的渴求，是我们人类永远的心结。但与其追求寿命的延长或者永生，不如让我们在有限的生命里，活得更加健康，更加精彩，更加有意义。

■李兆栋

从2000多年前的秦始皇派徐福携数千童男童女，东渡蓬莱仙山所求的长生不老仙方，到现代的“人体冷冻术”，长生不老或许是人类永恒的话题。

视线回到上世纪50年代，科学家从一位患有宫颈癌的名叫海瑞塔·拉克斯（Henrietta Lacks）的女性身上，得到现在全世界的生物医学实验室大概都会用到的细胞系——Hela的故事，这让我们认识到：人类细胞的确能够在体外实验室里获得永生。

20世纪初期，大多数科学家坚信细胞的永生能力。1912年诺贝尔生理学或医学奖得主、法国外科医生卡雷尔就坚定地认为，人体所有细胞都具有永生能力，只要生长环境和营养成分合适，它们都能无限分裂增殖。

不过，并非所有人都同意这个观点。1961年，美国解剖学家海佛烈克研究发现，正常人类细胞在体外培养条件下只能分裂大约60次，进而步入衰老期，最终死去，称为“海佛烈克极限”，从而驳斥了卡雷尔“一般正常的细胞具有永生性”的论点。而“海佛烈克极限”最终与20世纪30年代所发现的染色体端粒联系到一起，为我们揭开“细胞永生”的神秘面纱。

端粒是细胞遗传物质的载体——染色体末端的DNA重复序列形成的一种特殊复杂结构，对染色体保持其结构完整性和稳定性至关重要。上世纪七八十年代，科学家意识到，由于遗传物质DNA复制机制的特殊性，每经过一轮复制过程，亲代染色体DNA的末端必然因无法得到复制而在子代中丢失，称为“末端复制难题”，而由此必然导致染色体端粒不断变短和染色体的不稳定，进而细胞衰老或死亡。这就是所谓的细胞衰老“端粒假说”，也解释了前面提到的“海佛烈克极限”问题。

由此看来，端粒似乎成了揭示“海佛烈克极限”和“细胞永生”背后秘密的关键。1975年到1977年间，美国科学家伊丽莎白·布莱克本发现，端粒DNA是一段由极其简短的DNA序列组成的成百上千的重复序列。

例如，人和小鼠的端粒DNA为TTAGGG的重复序列。1985年，布莱克本与她的博士生卡罗尔终于找到了参与端粒DNA延伸的端粒酶——谜团最终解开，我们也不禁再一次赞叹大自然设计之巧妙：端粒酶能够通过精妙的机制合成出端粒DNA序列TTAGGG，添加到染色体的末端，维持端粒DNA的长度，解决了“末端复制难题”。这一系列科学研究，最终成就了布莱克本、卡罗尔以及他们的合作者、哈佛大学医学院的杰克·绍斯塔克，让他们得以共同分享了2009年的诺贝尔生理学或医学奖。

在正常人体细胞中，端粒酶活性受到相当严密的调控，只有在某些需要不断分裂的细胞当中，比如造血干细胞和生殖细胞，才能检测到端粒酶活性，而分化成熟的细胞一般不需要再进行分裂，端粒酶活性也已丧失。因此，如果将分化细胞进行体外培养，必然达到“海佛烈克极限”而进入衰老期，最终死去。

因此，癌细胞作为在某种意义上的永生细胞，必然需要突破“海佛烈克极限”，解决“DNA末端复制问题”。在细胞的癌变过程中，各种抑癌基因的缺失和癌基因的激活，虽然能够给癌细胞这辆赛车松开刹车，加足油门，让它得以飞速前进，但如果每行走一公里，汽车轮胎（细胞DNA）都要磨损的话，它总会有轮胎报废，不能前行的一天。于是，“邪恶”的癌细胞选择提高端粒酶的表达，重新激活端粒酶活性。在所有类型的癌细胞当中，大约90%的癌细胞选择了这种策略，Hela细胞也是如此。

对端粒酶的研究，在一定程度上燃起了人们延长寿命，甚至追求长生不老的热情和希望，以为找到了人类寿命“开关”。

很多以小鼠为对象的研究显示，端粒酶TERT的表达确实能够一定程度上延长它们的寿命，但同时也增加了癌症风险。多细胞高等动物，包括我们人类，无疑是高度复杂的新陈代谢系统。

“沉舟侧畔千帆过，病树前头万木春”，当我们过度关注生命过程中的某个分子机制的时候，往往很容易忘记生命活动整体的复杂性，忽略自然界的一些基本法则。我更相信，经过漫长的生命进化过程，通过与周围的生存环境相互作用，人类的寿命极限早已写入我们的基因当中，形成一个不可分割、牵一发而动全身的整体——要想改变人类的寿命极限，或追求长生不老的话，我们恐怕只能从头来过，重新设计一个全新的基因蓝图，而倘若果真如此，那样的“人”，还属于人类吗？

也许，对永生的渴求，是我们人类永远的心结。但与其追求寿命的延长或者永生，不如让我们在有限的生命里，活得更加健康，更加精彩，更加有意义。正如2000年前，古罗马哲学家塞内卡所说的，“生命如同寓言，其价值不在长短，而在内容”。

如此，当我们年华渐老，行将离去的时候，能坦然地对孩子说：我留给你的，是一个更加美好的世界。