Q神經
」 冬眠 筑波大學 老鼠 Q神經 哺乳類凍齡飛百歲1/背著閻王改生死簿?新研究發現關鍵在於「冬眠」
長生不老是人類的終極夢想之一,科學研究發現一道曙光。一篇刊登於英國科學雜誌《自然》的日本研究論文發現,透過「冬眠」的方式,可以讓人類壽命有希望輕易飛過一百歲。據《AERA dot》報導,日本筑波大學櫻井武教授透過操作「Q神經」,成功讓老鼠進入冬眠,而在冬眠期間,因為代謝機能趨緩,老化也得以延緩,此技術若能進一步運用在人類身上,無論健康或生病的人,想改變閻王的生死簿延長壽命並非不可能。報導指出,櫻井武教授長年致力於遺傳因子、神經細胞的未知領域的研究,1998年於德州大學做研究時,就與團隊發現掌管睡眠與清醒機制的腦內神經傳達物質「食慾激素」(又名下視丘泌素),這也是世界上首次的發現,2006年時又進一步從動物的腦中成功取出腦神經傳達物質「QRFP」,亦即Q神經,是啟動老鼠冬眠的關鍵,可以改變老鼠的壽命或老化狀態。
凍齡飛百歲2/「Q神經」讓老鼠冬眠 醒來身體機能正常
據《AERA dot》報導,筑波大學研究團隊在老鼠腦部的下視丘中發現一組特殊神經群(Q神經),Q神經可讓老鼠體溫降低,進入冬眠狀態。假設外界溫度是攝氏23度,在刺激老鼠Q神經幾分鐘之後,原本37度的老鼠體溫就會大大下降,身體的耗氧量會降到只有平常的八分之一,而且歷經過冬眠狀態的老鼠與一般沒有冬眠過的老鼠作相比,腦部或心臟的功能看起來並沒有什麼不同,顯見未因此受損。 至於Q神經為何可以達到此種作用?「Q神經」的英文是Quiescence(休止之意),櫻井武教授研究發現,Q神經可以發出信號激活麩醯胺酸(glutamine),而麩醯胺酸是冬眠機能啟動的重要角色。 哺乳類動物的體溫通常維持在攝氏37度。有些恆溫動物為了撐過寒冷時期或食物稀少的狀況,會想辦理使能量消耗降到最低,讓身體進入「極度省能源」的狀態,促使代謝下降,通常,此時體溫會降到幾乎快要對組織功能有所損害的程度,以達到讓生命可以持續下去的目的。這種低代謝機能的控制機制稱為「休眠」,24小時以內的「休眠」是「日休眠」、超過24小時以上的季節性「休眠」稱為「冬眠」。
凍齡飛百歲3/人類若能冬眠 上太空、漸凍人、抗老延壽有希望
眾所周知,老鼠不能冬眠,但是在長時間處於飢餓或寒冷天氣,它會進入日休眠,亦即一般所知的睡覺。 這次的發現是,實驗用的大老鼠一旦進入冬眠,就會進入低代謝狀態,由於人類或其他哺乳類動物也有Q神經存在,如果用人為方式去刺激Q神經,或許可以讓人類或其他一樣無法長期間冬眠的哺乳動物進入冬眠狀態。這對陷入生命危險的重症患者來說,若能安全進入冬眠,在治療或運送過程,可降低人體氧氣、能量的消耗,使器官或組織受到的損傷降到最低,進一步提高存活率。這種人為冬眠技術,也能使用在肌萎縮性側索硬化症(Amyotrophic lateralsclerosis, ALS),也就是俗稱的漸凍人治療,或是運用在氧氣、食物有限的外太空探索發展方面。 只是,人為冬眠技術要運用在人體上仍有很大的挑戰。筑波大學的研究是使用基因工程老鼠進行實驗,若要運用在人類身上,則必須在不改變人體基因工程之下,研發出一種僅作用於Q神經的藥物。 櫻井博士指出,即使幾年內有望研發出相關藥物,但還需要通過臨床試驗,也就是從發現控制睡眠與清醒機制的食慾激素,到進一步人體藥用研發,至少還需要18年。 在老鼠冬眠的實驗過程中,每一次注射Q神經,可讓老鼠冬眠30分鐘。未來運用在人體上的Q神經藥物一旦研發成功,理論上若每隔一段時間注射一回,並以點滴補充水份或營養,人體將可能維持長時間的冬眠狀態。但是,進入冬眠不等於完全不會老化。櫻井博士表示:「冬眠中的代謝活動會大幅降低,當生命活動變得極度『慢動作』,老化速度變慢,不等於會完全停止。」 人為的冬眠技術雖然不等於可以實現「長生不老」,或許可讓人類比以前活得更久,超過百歲也不稀奇,甚至有希望用時間找到治療罕見疾病的解方。
人類未來也能冬眠? 老鼠實驗已成功
根據日本筑波大學及理化學研究所的研究報告,刺激沒有冬眠習慣的老鼠腦部,能夠產生與冬眠相近的狀態,未來同樣是哺乳類的人們,也有被「人工冬眠」的可能。筑波大學的櫻井武教授及博士班的高橋徹,研究發現和老鼠吃東西相關的傳導神經「QRFP」在刺激後,能夠讓老鼠的體溫及代謝大幅地下降,而此神經被命名為「Q神經」。哺乳類等溫動物,體溫下降後,靠著耗氧能夠產生熱能、讓體溫上升,一般老鼠的體溫是37度,但在人工冬眠的狀態時,體溫則下降到30度左右。實驗發現Q神經與運動能力及記憶能力相關,但尚未發現有特別的影響,研究團隊認為,藉由Q神經進行的人工冬眠,將會是安全的低新成代謝狀態。而以比一般老鼠大10倍的研究用大鼠做實驗,發現同樣有低體溫、低代謝的狀況,Q神經誘導休眠的機制,有機會廣泛擴到大其他哺乳類生物中。實驗結果也讓研究團隊相信,像人一般不冬眠的動物,也有冬眠的可能性。若是「人工冬眠」能夠實驗成功,或許能讓重症患者的運送、器官再生的儲存,或是臥床老人的肌肉萎縮治療都有可能運用到。而此研究成果,也已於近日在英國科學雜誌自然(Nature)刊登。