永葆青春的分子 28.05.2015

我们经常听到关于发现记忆蛋白，或永生基因，或当场杀死癌细胞的分子的消息，似乎在不久的将来，我们将拥有长寿的健康生命——对每个人来说都是如此。 然而，在科学的推动下，人类的进步仍然比我们预期的要慢。 寄予厚望的原因之一是，实验研究的阴暗面很少出现在流行的科学文本中：对其他实验室想要复查的结果的各种改进和反驳。 形象地说，普通大众听不到假说和理论崩溃的隆隆声和噼啪声。

一个典型的例子是最近一种叫做组织分化因子 11 (GDF-11) 的蛋白质的历史。 不久前，他成为了另一个分子“回春苹果”：实验表明，他可以逆转一些与年龄相关的变化。 当他们将两只老鼠的循环系统结合起来时，我们在一次惊人的体验中发现了这一点，无论是年轻的还是年老的。 事实证明，年轻的血液对心肌有益。 随着年龄的增长，心脏壁变厚，对其工作产生不良影响，相反，年轻的血液使心肌壁变薄。 当他们试图找出什么样的分子可以在这里发挥作用时，他们发现了 13 个潜在的候选者，其中包括 GDF-11。 他们检查了它——结果证明它本身对心肌有恢复活力的作用。

此外，GDF-11 刺激老年小鼠大脑中的神经发生和血管发育，也有助于恢复正常骨骼肌的功能。 获得的数据使许多人感到困惑，因为事实证明情况非常矛盾。 一方面，众所周知，GDF-11 在年轻动物中含量很高，而在年老动物中含量很低。 另一方面，长期以来，只有它控制脊髓中嗅觉受体和受体的形成这一事实才知道其功能。 最后，最重要的是，早在 2009 年，大卫·格拉斯 (David Glass) 与生物医学研究所的同事一起发现，同样的 GDF-11 会抑制肌肉生长。 然后他们对此并不感到惊讶——因为它与抑制肌肉分化的肌肉生长抑制素蛋白相似，他们预计 GDF-11 也会如此。 后来我不得不感到惊讶，当事实证明在其他人的实验中它显示出完全相反的特性时。

然后 GDF-11 的属性决定再次仔细检查。 我们设法发现的第一件事是，直到现在它已经通过一种不太具体的方法进行分析：首先，它有两种形式，单体和二聚体（当两个分子组合成一个功能模块时），其次，它有人说，它类似于肌肉生长抑制素。 早期使用的免疫学方法无法区分 GDF-11 单体和二聚体（它们的分子“粘在一起”会非常强烈地影响蛋白质的功能），有时还查获了 myostatin。 通过开发一种更准确的分析方法，研究人员测试了蛋白质水平如何随年龄变化。 在老鼠身上，它的水平通常太低而不可靠，但在老鼠和人类中却相当高 - 结果表明，随着年龄的增长，GDF-11 的含量当然不会减少，甚至会增加。 当它被施用于年老的动物时，没有发生肌肉再生。 此外，肌肉在损伤后甚至恢复得更慢——这是合乎逻辑的，如果我们接受 GDF-11 抑制而不是刺激再生的话。 实验的全部结果发表在《细胞代谢》杂志上。

同一个分子怎么会在不同的手中表现出如此不同的行为呢？ 显而易见的答案是一些研究小组得到了错误的结果。 但有可能两者都是正确的。 所以，来自哈佛的 Amy Wagers，在他的领导下，这项工作是用年轻人和老年人的血统完成的（之后每个人都开始谈论 GDF-11 作为一种恢复活力的因子），他说这一切都与不同形式的蛋白质有关，其中一些 - 它的一些形式仍然随着年龄的增长而减少。 此外，Wagers 组和 Glass 组使用了不同的方法来损伤肌肉：一种是心脏毒素，另一种是极度冷却。 GDF-11 的再生作用很可能取决于损伤的病因。 最后，在某种意义上，这两部作品之间没有矛盾，因为它们都谈到了维持肌肉功能所需的最佳蛋白质水平。 只是有些作者表明不应降低此水平，而另一些作者则表明不应提高此水平。 最后，年轻血液的回春作用不一定只因GDF-11而发生； 设法统计了多达 13 种“复兴苹果”的潜在候选者。