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端粒酶和长生药

coolients (苦丁山)

卖假药这行当,论资历应该不比性服务来得浅。假药里的圣品自然是不老药,就是吃了能让人长生不老的丹药。这个国内外都有。西方把这个叫做 elixir。中国叫仙丹。在中国,这一行里玩得最大的当数徐福。不过徐福很快意识到自己选择了一个错误的方向。卖假药最重要的原则是:“主治对象”必须是那些含糊不清的概念,比如肾虚或是中焦阻塞什么的。因为含糊不清,吃了你的药,疗效的判断就有很大的游戏空间。可是死抑或不死,这就很难忽悠。而忽悠对象是秦始皇,一旦穿帮,后果很严重。所以徐福最终选择了走为上。

后人可能吸取徐福的教训,轻易不敢跟人说我卖的这药能让人长生不老甚至返老还童。是有炼丹的,但他们一般也就是想自己长生,拿出去卖的不多。唯幸如此,那些富含重金属的有毒丹药还没有糟害太多的百姓。

不过,忽悠无止境,不管科学怎么发达,总还是有人忽悠,也有人愿意被忽悠,比如最近有人在叫卖一种叫端粒酶的东西,说是原装美国进口,吃了可以让人返老还童。

我抄一段药贩子的“新闻报道”您看个意思:

“3天睡的香,排的畅;7天眼睛亮,10天关节不痛了;20天白发变黑,黑发变亮;30天浑身有劲;50天中风偏瘫患者有了知觉……这些效果目前已被来自各国各地的真实案例所证实。不仅仅是医生叹服,患者自己都不敢相信。”

您或许一眼能看出来这么天花乱坠的神效只能是忽悠,但不一定每个人都同意您的看法。有人是真心相信这东西,还会用一种报告盛世来临的口气跟亲友热情推介这样的神药。

如果有一天真的有了一种不老仙丹,人类是不是会面临一些诡异前景,比如满地球的老头老太天天跳广场舞,或是公寓楼里三层外三层挤满了长着粉嫩娃娃脸的千年老寿星,这个是社会学家操心的问题。我们在为这种事担忧之前,不妨先看看什么是端粒酶,看看它是不是真的能让人长生不老。

要知道什么是端粒酶,您先得知道什么是端粒。

简单的说,端粒是染色体的一根尾巴。

您可能忘了啥是染色体,那咱复习一下:

人由细胞组成。细胞虽小,五脏俱全。当然这个五脏不是说心肝脾肺肾,而是说细胞自己内部有好些细微结构。其中最著名的当属细胞核。细胞核比细胞更小,可是要是给细胞做解剖,到细胞核这儿还没能走到头。还能继续解剖,因为细胞核里还有东西。别的东西咱今天不讨论。咱就说细胞核里有一些毛线团似的东西。这东西叫染色体。这些毛线不是羊毛编织的,而是由四种“碱基”编织的,就像串珠串在一起。这些碱基串珠按不同的排列顺序给串起来。一种排列顺序控制一种蛋白质的合成。这种按一定顺序排列的碱基序列就叫做基因。

如果要用一个比方来帮助记忆的话,可以这么类比:

人体——大楼

细胞——房间

细胞核——书柜

染色体——书

基因——书里面的字句

书里面的字句是由字母组成。基因是由碱基组成。字母要按一定顺序排列才能构成有意义的字句。碱基要按特定序列排列才叫做基因。

基因的作用就是控制蛋白质的合成。

前面说了染色体样子像一团毛线。这些毛线的顶端都有一段特别的碱基序列。很短。像一根尾巴。这个尾巴就是端粒。说它特别是因为它不指导蛋白质的合成。但这不是说它们没有用。它们有用,而且是很重要的作用。

要知道端粒的作用是什么,就要说到染色体的复制。

警告:这一段的内容涉及科学原理。我尽力通俗,但再通俗的科学原理还是要稍微费一点脑子的。如果您觉得这种原理看着累,也可以直接跳到最后一张示意图之后,从那里开始看结论。

人跟石头泥土不一样是因为人是活的,“活”的意思就是有生命的。生命的基本过程是新陈代谢,就是说旧的细胞死去,新的细胞取而代之。如果没有新陈代谢,人跟尘土就没有区别了。

新细胞能产生,是因为细胞能用一分为二的分身法复制自己。因为基因是生命的蓝图,就像传说中可口可乐的配方一样,不能丢失的,所以细胞复制自己的时候,会保证染色体会原样复制一套,传给下一代。

怎么复制?咱先用一个比较形象的比喻来给个大致印象。咱就用油条作比喻吧。油条是两股面棍粘一块炸出来的。咱假设有一天从爪哇国来了个小厨师。小厨师看到油条很景仰,决心仿制油条。小厨师不知道油条怎么做的。他看这油条是两根并在一起,就给撕开成两根单根的面棒,然后照这模样炸了另外两根一模一样的面棒,然后把新的面棒跟旧的粘在一起,就做出了两根新油条。当然咱天朝的大厨看到爪哇国小厨这么做油条会大笑,说油条不是这么做的。不过用这种爪哇国小厨师的方法来仿制了一回油条之后,咱再说染色体的复制,您可能发现这染色体复制过程其实不是这么难理解,因为跟上面说的小厨师仿制油条的方法其实挺相像的。

染色体是两根碱基“股”拧在一块构成的。而染色体复制的的时候,就跟那根油条一样,也是两股先给解开,成为两个单股。然后这两个单股就可以分别作为复制的模板。有了模板,染色体复制机器就可以照着模板装配一个副本了。具体怎么做?是这样:染色体的那两条“股”,是由A(腺嘌呤), G(鸟嘌呤), C(胞嘧啶), T(胸腺嘧啶)四种碱基搭建起来的。而且,两股上面的碱基,会按照“两两配对”的原则来排列。两两配对原则就是说,碱基互相连接构成DNA梯子横梁的时候,C只跟G配对,A只跟T配对。做副本的时候,碱基就是照这么个简单的配对原则来修建新的链条(“股”)。就是说,如果原来的模板上是个A,染色体复制机器就抓来一个T。如果模板那边是C,那就抓来一个G。抓来一个拼接一个,这么一路拼接下去,一溜碱基就连成一根新的“股”。这根新股和原来做范本的旧股合在一起,再盘旋成螺旋状,这就是一个新的染色体副本了。


基本原理不算复杂,不过染色体链条有个特点,就是头和尾巴不一样。染色体的每一个“股”都像是碱基连成的链条。链条自然是环环相扣的,每一节都跟下一节有个搭扣连接在一起。这个链条的头是用一个羟基来作搭扣,而链条的尾巴是用一个磷酸根来作搭扣。

这种不对称性很给染色体复制过程增添了一些麻烦。因为碱基拼接到一根染色体链条上的时候,只能拼在有羟基的那一头,行话叫做3’(读3撇)端。另一头,就是磷酸根的那一头,行话叫做5’端的,碱基拼不上去。

如果用砖块做比方的话,这些砖不是方形的,而是一头有凸起,一头有凹陷,像个“内”字,这样的砖块拼接的时候,需要“端口”对齐了才能接上榫头。就像这样:


为什么这就会添麻烦?

因为染色体的两股,是反向拧在一起的。就像这个样子:

5’->->->->->->->->->->->->->->->3’

3’<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-5’


为了说起来方便,咱现在就假设尖角那头是3’端,就是有羟基的一端。

因为复制要保证跟原版一模一样,所以复制出来的一套新的双股链,也必须跟原版一样,是反向拧在一起的。如果咱用红色代表旧股,蓝色代表新股,从上面那个原版染色体复制出一条新染色体之后,两条染色体里面各有一条旧股,一条新股,就像这样:

5’->->->->->->->->->->->->->->->3’

3’<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-5’

 

3’<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-<-5’

5’->->->->->->->->->->->->->->->3’


我们假设复制机器从左边开始干活,让新的染色体链条往右延伸,也就是说,每一个新的碱基砖块都是添加在这个链条的最右边。我们看看蓝色新股里的第二根,就是上面这个示意图的最下面那一根。复制这个新股的时候没有问题。因为它最右边是3’端,3’端有羟基,所以每个新的碱基砖块直接连到羟基上就好了。

但是另外的那个蓝色新股,左端是3’右端是5’的那根,就没这么方便,因为它的前方(右端)没有尖角,就是说没有羟基。没有羟基,新的碱基砖块就拼不上去。

那它是怎么拼出来的呢?

染色体复制机器使用的是这么个以退为进的技巧:它先往前面甩出一个小平台。这个平台学名叫做“引物”(primer)。就像下面这个图里的蓝色片段。

图1

 

 

为什么叫引物?因为它虽然不是染色体,但它的尖端有个羟基(HO),于是可以给染色体做临时跳板,让碱基砖块可以有立足的地方搭建。这个羟基引导了染色体链条的产生,所以叫做引物。

染色体复制机器先在前面不远的地方,贴着染色体单股模板那里摆下一段引物,于是就可以从引物的羟基那里往回搭桥——对,往回搭。没办法,方向决定了,只有往回搭,才能跟原来的那些碱基片段方向一致。

下面这个图里,总的复制方向是从左往右。下面那条褐色的是旧股,红色的是新股。旧股的右端是5’端,这就意味着以它做模板产生的新股,右端必然是3’端(染色体两股方向必然相反)。右边是3’端,就是说这一端有羟基,那么复制新股就很简单,一路延伸到头没有任何停顿。


上面的褐色的旧股,右端是3’端,那就是说以它为模板复制的新股,右端是5’,没有羟基。这就需要引物来帮忙了。

在这个图里,染色体复制机器已经摆出了两段引物。左边那个是第一段。标着“冈崎片段”的那个红色段子是以这一段引物做跳板,刚刚搭好的一段新染色体桥段(为啥叫“冈崎片段”是比较专业的问题。咱这里不需要知道这个)。搭好这一段,复制机器又扔出下一个引物,就是右边那个蓝色片段,然后以这段引物做跳板,开始搭建另一段冈崎片段,因为是是刚刚开始搭,比较短,跟前面的第一截引物还没接上扣。

图2

 


这么一截一截的扔引物,搭短桥。桥搭好之后是这个样子。

 

图3

 

 

整个过程有点像手工缝纫技术里的倒针手法,就是总体的缝线要朝右走,但是具体的每一针却是朝左扎针走线。

所有的“冈崎片段”都搭好了,那些引物怎么办?引物不是染色体,不能留在那里。所以染色体复制机器会把引物拆掉。拆掉之后会出现一些缺口。不过没关系,现在有了那些冈崎片段,就是下图4里的那些红色片段。而这些冈崎片段是正牌的染色体,都有羟基。

 

 

所以就可以接着从它们的羟基端口搭建碱基砖块,最后就把引物拆掉之后留下的缺口给填平了。

准确的说,是差不多都填平了。

有一个缺口无法填平。

注意看上面的图4。引物拆掉之后留下的那些缺口,其中大多数的两端都有冈崎片段。但是最后的那个引物,因为它的位置在末端,把它拆掉之后留下的空缺就比较特别:它的右边没有冈崎片段。

没有冈崎片段就没有羟基,没有羟基,碱基砖块就没法拼接。于是最后的这个缺口就没法填平。结果就是,每次染色体复制,其中的一股都会少了一段,就像上面的图5。

 这就出现了缺损。

以上是技术细节。如果您觉得读技术细节累,是从前面直接跳过来的,您可以从这儿开始继续往下读。

这段技术细节,说了这么一大篇,要说明的就是:染色体每次复制的时候会少复制一截。 

染色体上面是基因密码,密码是需要非常精确的,错一个“字母”(就是碱基)都不行。而染色体复制的时候,少复制的可不止一个碱基。染色体上出现这么大一个缺口,那基因就乱套了。 

好在染色体自己知道问题的严重性,所以在每个基因的末端都留了一段“无用染色体”,这就是那个端粒。端粒也是一段染色体,也是由碱基排列而成,看起来也像密码,但是它没有密码的功能,就是说它不指导蛋白质的合成。它给塞在那里就是为了在染色体复制的时候牺牲掉自己的。

如果把染色体比作一本书,这个端粒的意义,就相当于在书的后面增加了若干的空白页。然后,因为某种奇怪的法律规定,这本书每次印刷的时候从尾巴上撕掉一页。

因为尾巴上有一些空白页,所以刚开始的时候,这种奇怪的法律虽然让书看起来不好看,但是不影响阅读内容。但是等所有的空白页都撕掉了,再撕就是有内容的书页了,这本书就不再完整,就是废品了。

染色体的端粒就类似这种情况。染色体每次复制之后,端粒都要少一截,结果端粒越来越短,最后会完全消失了。那么下次再复制的时候,短缺的就不是端粒,而是染色体本身。这就会造成基因残缺。

一个细胞里的端粒一旦消耗完毕,这个细胞就不再分裂繁殖。

它会怎样?

它会启动一个自杀程序,叫做“细胞凋零”程序。

因为这样的细胞如果还勉强复制,产生的新细胞是有残缺基因的。残缺基因的结果,不是畸形就是癌变。那不是好事情。所以这时候最恰当的处理方式就是让这个细胞自杀。

根据这个现象来推测,人衰老的可能原因之一,是因为身体大部分细胞需要不断分裂复制(新陈代谢使然),那么这些细胞都要经历这个端粒耗竭的过程,于是最终都要自杀。细胞自杀得差不多了,人就衰老了。

注意关键词:“可能原因之一”。

对端粒功能的研究还在进行,现在要下肯定的结论还太早。我这只是在介绍一种探索中的可能性。

端粒的不断缩短最后消失,这个现象是不是衰老的直接原因,现在并不确定,但是端粒消失之后,这个染色体就报废了,于是这个细胞及要凋零,这一点是确切无疑的。

有没有什么东西让端粒不缩短?

还真有。

发现这种能让端粒不缩短的神器的,是个出生澳大利亚的生物学家,叫布莱克本。她和她的同事发现有一种水生单细胞生物,名字叫四膜虫的,它们的细胞的端粒不缩短,原因是,它们的细胞里有一种酶。这个酶可以修补端粒,让缺损了的端粒重新长回来。然后,似乎是因为这种端粒不丢失的作用,这些细胞可以无限繁殖,也就是说,它们是长生不老的。

布莱克本给这种酶起了个名字叫端粒酶。

大众媒体听到这个消息,顿时激动了。

有这种事?那要是给人也来点这种端粒酶,岂不是就可以永远不死?这不就是西方人说的 elixer,中国人说的不老仙丹吗?!

记者们纷纷发稿宣布人类找到了不死药。

老百姓大多没有查证专业文献的习惯,而媒体的这种说法确实听起来十分诱人。于是很多百姓开始翘首期盼这个神奇的端粒酶上市。

善于捕捉商机的药贩子们及时跟进,新科神药开始涌现。稍微有一点节操的,说他的药是“端粒酶活性调节剂”。底线掉了的,直接就开始卖端粒酶,而且号称他那端粒酶是美国原装进口的。

当然,不管是卖“调节剂”还是直接卖“端粒酶”,这些药贩都没忘了高调宣扬他们的药能返老还童,顺便也包治百病。

长生不老大概是很诱人。不过,在掏钱买那些商人推销的“端粒酶”之前,咱最好先多一个心眼,看一下比较严肃的文献,了解一下端粒酶到底是什么东西,对人体有什么作用。

要知道,如果端粒酶的作用真的这么简单明了,就是让一个细胞长生不老的话,这个细胞就能无限制的永远繁殖下去。

很不幸的是,无限制永远繁殖,恰好是癌细胞的特征。

这不是理论推测。实际上,人体细胞确实就体现了这个特点:正常人体细胞里是没有端粒酶的,而人体癌细胞呢,90%的癌细胞里有端粒酶这个东西。

因为这种现实,目前关于端粒酶的研究,不是要生产一种神药来让谁长生不老。相反,科学家们是在寻找抑制它的方法,比如科学家目前正在研发一种能有针对性的封闭端粒酶的疫苗。因为,能抑制端粒酶,就可能控制癌细胞的疯长。这或许能成为新一代的治疗癌症的方法。

当然,因为现在市面上根本没有什么端粒酶药物,所以您倒是不用担心自己“误服”了端粒酶,于是会长癌。您最多是可以尝试追究奸商拿不知道啥物事假充不老仙丹的诈骗罪吧。但是,假如您神通广大,通过某个生物学界的朋友搞到了一杯端粒酶,您真敢喝下去吗?

一些哗众取宠的媒体说布莱克本他们得到诺贝尔奖是因为他们”揭示了人类衰老的秘密“。诺贝尔奖委员会发布的成就介绍没这么浮躁。诺贝尔奖委员会最多只说了端粒酶能在实验室条件下延缓细胞的老化——单个细胞具备无限生存能力,并不意味着作为一个整体的人也能无限生存。

当然,假药贩子们在乎的是蒙钱,端粒酶是不是真的不老仙丹他们并不在乎,他们也没这个能力搞清楚端粒酶是什么东西。实际上那些鼓吹端粒酶的忽悠新锐们,连端粒酶三个字怎么写都没弄清楚,所以很多商家的广告里一会儿写端粒酶,一会儿写成瑞粒酶。百度百科栏目里也出现一个“瑞粒酶”的词条,标题是“瑞粒酶”,内容却又写成了“端粒酶” (http://baike.baidu.com/view/2865255.htm)

国内已经有几个商家在推销端粒酶相关产品,而且几乎清一色的号称是原装美国货,有的还有鼻子有眼的来个洋味儿公司名字,比如淘宝上有叫卖“美国凯普瑞斯生物”的“端粒酶调节剂”的。大概为了逼真,连药瓶标签都是满篇的英文,一个汉字都没有。

美国有没有端粒酶卖?

忽悠不分国界。美国也有忽悠的。不过美国的法制毕竟比较严,所以美国商家忽悠起来稍微收敛一点,至少没人敢说是直接能卖给你端粒酶,而只敢说他们的产品能“促进”或是“激活”端粒酶,然后设法诱导观众去相信端粒酶一激活了就能长寿

目前拿端粒酶来忽悠的美国产品有两个。一个是“产品B”(Product B),一个是TA-65。前一个稍微谨慎一点,虽然产品说明书也宣称有“重获青春”的神效,但是还留了一手,在他们产品宣传网站上埋藏了一段需要点击才能打开看到的小字说明,内容是劝诫这个“产品B”的推销人员不能宣称这个产品有抗衰老或是延长端粒的作用。后一个比较赤裸裸,直接号称他们的产品可以延长端粒,甚至公然声称这药能“延缓甚至有可能逆转衰老”。这忽悠力度之生猛,直接挑战那个花露水博士的“逆生长”神胶。而且,这公司还号称他们这个延长端粒的说法是有科学根据的,其根据是三个科学研究。不过,仔细看看就可以发现,这三个研究都是由这个公司自己出资赞助的。

实际上,独立的(没有拿利益集团资金的)科学研究,没有任何一项能发现端粒酶可以延长任何动物的寿命。至于人体实验,医学伦理学的原则是:动物实验结果获得肯定之前,不允许做人体实验。如果有人号称他们做了端粒酶人体实验,然后说实验证明他们的药可以让人长寿,在国外这是违法行为。遗憾的是,在国内,似乎目前还没有什么法律来制约这种行为。

科学研究是没有发现端粒酶,或是什么“端粒酶激活剂”,能有什么延年益寿的作用。倒是已经有一些研究发现这个号称能“激活”端粒酶的TA-65会让实验动物的肝癌发病率增加(http://owndoc.com/anti-aging/ta65-revgenetics-cancer-fda-complaint/)。

去年9月,生产TA-65的“TA Sciences”公司自己的一个员工在服用TA-65四个月之后出现前列腺癌,于是把公司告上法庭。另外,美国消费者保护委员会也已经向美国食品药物管理局投诉 TA Sciences 的虚假广告行为。因为TA Sciences 是把 TA-65 作为“膳食补充剂”(也就是天朝说的“保健品”)推销,而美国法律规定膳食补充剂是不能号称有任何“疗效”的。

归结起来,关于市场上热卖端粒酶或是端粒酶”活性调节剂“这个事,可以说这么两点:

1)如果有商家卖“端粒酶”,不管他们号称是进口还是代购还是自产自销,都是在忽悠。全世界没有任何一个国家能生产商用的端粒酶。如果真有人能从实验室里偷到端粒酶拿出来卖,那是拿人命开玩笑。在国外这要蹲监狱。在国内,不好说。天猫上随便搜一搜,一大堆卖端粒酶的。从商家的这份安逸来看,在中国干这种事,似乎是可以毫无顾忌的。

2)有些人不说是卖端粒酶,而是“端粒酶活性调节剂”之类“激活”端粒酶的东西。这个,国内外都有号称能激活端粒酶的产品在卖。这东西是忽悠前面已经说过。不过我们不妨做一个假设,假设这些产品真的像商家号称的那样,有“激活”端粒酶的作用。那么您吃这东西,会有什么结果?如果您忘了前面说的,咱回顾一下:端粒酶在单细胞里的作用是让端粒不缩短,于是这个细胞可以无限期繁殖,也就是能无限期生存。一个细胞在培养皿里无限期生长是比较有趣。但是,如果不是在培养皿而是人体里,那么,机体细胞无限制繁殖增长的时候,就是出现癌症的时候。

真在乎延年益寿,还是多锻炼,不吸烟吧。这比什么都延寿。 

 

(#11083295@0)
2017-10-1 -05:00
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