当今的不同之处在于,医学伦理委员会相当严格,使得外科手术条件已经有极大程度地改善。动物在实验前就已经在遗传学上进行匹配,并没有免疫排斥的风险。一旦实验动物从手术中恢复,成对动物往往能够正常饮食,和谐相处。但整个手术过程依旧令人不安,很难称得上让实验动物放松。
金兰实验室的科学家将老年小鼠以及年轻小鼠连在一起,并持续进行了五个星期的观察,看他们修复肌肉组织中伤口的速度有多快。年轻血液激活了老年小鼠的干细胞,迅速使得损伤的肌肉组织再生。但相比之下,年轻小鼠因为输入了老年小鼠的血液而更糟。他们的干细胞发育变得更加迟缓,组织再生速度愈加缓慢。此外,金兰还看到了年轻血液的另一个效果,这就是老年小鼠开始长出新的脑细胞。但金兰需要更多的证据才能够确认。
这一结果导致韦斯·科莱和金兰加强了合作。现在看来,韦斯·科莱在血液中发现的特定蛋白质,其含量上升或下降对整个生命历程有着直接影响。但它们是否会对金兰所观察的再生组织变化产生影响?它们是否会让大脑获得新生?这些蛋白质是否不仅仅是年龄的标志,也会是衰老过程中的化学线索?
韦斯·科莱让他的博士生萨尔比列达(Saul Villeda)对此进行深入调查。比列达在洛杉矶校外的帕萨迪那长大,他的父母是20世纪70年代从危地马拉来美德非法移民。当萨尔还是一个男孩时,他的父母拿到了美国绿卡。萨尔去洛杉矶上大学时,还没有打算成为一名科学家,但他喜欢上生理课。“我立刻爱上了科学研究。(本文来源:网易科学人)这让我意识到自己正在调查一些全新的东西,你可以通过实验捣鼓出一些惊人的东西。”当他把自己的想法告诉父母,自己想成为科学家,他们都不清楚那是什么。“我带他们去参观我的本科实验室,向他们展示了一个科学家的样子,”比列达说,“我认为这有助于他们理解我的工作。”
比列达在2008年8月的实验室例会上向韦斯·科莱介绍了他对小鼠异种共生体的研究,此后他开始研究老年以及年轻血液中的蛋白质。他发现,老年小鼠和老人一样,其血液中CCL11蛋白质的含量非常高。如果将CCL11蛋白质注射到年轻小鼠体内,它们的学习和记忆能力都出现下降,显然这种蛋白质阻碍了新神经元的生长。注射之后,年轻小鼠对迷宫中隐秘平台的记忆更为艰难,而识别对其的电击花费的时间更长。比列达于2011年发表了这项里程碑式的研究。
但研究并没有回答主要问题:年轻血液中的蛋白质能否恢复衰老动物失去的能力吗?相关测试并不容易。单只小鼠的智慧能够通过迷宫进行检查,但两只小鼠缝在一起该如何测量?研究者无法知道一个小鼠是否会引导另外一个。韦斯·科莱认为,唯一的实验室从年轻小鼠体内采血,然后将血浆诸如年老小鼠体内。(本文来源:网易科学人)当然这种方法也很困难,一只小鼠仅产生约200微升血浆,这仅仅够够一只小鼠两次的注射量。对10只老鼠注射10次的试验中,需要从50只小鼠体内抽取血液。
起初比列达并不愿做这样的实验,他并不认为这会有效。但当其对脑组织切片进行电测量时,他发现年轻血液使得老年小鼠衰老神经元之间的连接增强了。因此比列达改变了想法,开始进行这种注射实验。比列达对每只18个月大的小鼠三天注射一次年轻血浆,持续24天,而血浆来源于三个月大的小鼠,其相当于20多岁的人,而18个月大的小鼠相当于60多岁的人。
结果是戏剧性的。被注射年轻血浆的老年小鼠顺利通过了迷宫测试,并记住了特定位置。它们的表现相当于年轻了一半。比列达称,“那个时候我需要把数据直接报给托尼。我吓坏了,以至于我想我要再检查一遍。”
并不是每一个人对此都非常重视。2012年《自然》杂志拒绝发表此项研究,编辑认为样本量不够大,存在随机性。因此韦斯·科莱和比列达将研究成果发给了《自然》的姊妹出版物《自然医学》杂志。编辑们想进一步了解年轻血液时如何在衰老小鼠体内作用的。彼时比列达刚刚在旧金山的加利福尼亚大学设立了自己的实验,他认为自己可以找到。
比列达开始研究年轻血液如何改变年老小鼠体内基因的表达方式。他注意到一个能够协助神经连接的基因在两种情况下的明显差异,这种作用对于学习和记忆至关重要。在正常衰老过程中,这种控制“突触可塑性”的基因变得越来越不活跃。但输入年轻血浆之后,基因活性再次上升。
比列达从这种受影响的基因入手,一直追溯到大脑中的对基因起作用的调节器。这是一种被称之为CREB的蛋白质,其作用就像一个开关,能够一次性让多个基因起作用,从而改善学习和记忆功能。为了确认年轻血浆是通过CREB起作用的,比列达的博士生Kristopher Plambeck开发了一种能够关闭主调节器的病毒。他们将病毒注射到小鼠体内后,年轻血浆对其小鼠大脑的影响大大减少。结果表明,年轻血浆主要通过CREB蛋白质起作用。
这项研究于2014年发表在《自然医学》杂志上。文章发表后,电子邮件雪花般飞入韦斯·科莱的收件箱。很多阿尔茨海默氏病患者甚至是年迈的亿万富翁都想要输入年轻血液。(本文来源:网易科学人)一位有着私人飞机的富豪还邀请韦斯·科莱参加奥斯卡派对。有一位撰稿人甚至发布文章称,他可以提供任何年龄段的儿童血浆。韦斯·科莱对此感到震惊,“那令人毛骨悚然。”他说。
事实上,除了韦斯·科莱和比列达之外,还有其他科学家也在这一领域取得研究进展。金兰领导的两个团队曾在2005年发表过关于干细胞的论文,之后他们搬迁到了加州大学伯克利分校,在那里他们发现了被称之为爱的激素的催产素,这种物质能够让衰老的肌肉组织恢复功能。另一位名为艾米·威格斯(Amy Wagers)的哈佛科学家通过研究表示,当输入年轻血液时,年老小鼠的体能有所恢复。输血的小鼠可以在跑步机上持续运动一个小时,而对比小鼠仅仅只能运动35分钟。
威格斯认为血液中的GDF11蛋白质是年轻血液中存在的抗衰老物质。而在比列达于2015年7月发表的文章中,其认为小鼠血液中存在的B2M物质则具有相反作用。这种蛋白质在老年小鼠中的含量达到峰值,当将其注射到年轻小鼠体内时,B2M损害了小鼠的记忆力。
这些研究都验证了同一个结果,血液中存在的数百种物质包含能使组织充满活力的蛋白质,也有加速组织老化的蛋白质。韦斯·科莱推断当人们刚刚出生时,血液中充满了帮助组织生长和愈合的蛋白质。成年后,或许是由于分泌这些蛋白质的腺体产生量较少,相应蛋白质在血液中的含量急剧下降。无论如何,由于这些蛋白质的消失,身体周围组织机能开始恶化,因此身体通过分泌更多的促炎蛋白来进行相应。由于促炎蛋白的大量积累,引起细胞损害和加速衰老。