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端粒酶革命:扭轉老化的關鍵

The Telomerase Revolution

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內容簡介

  我不想因為我的作品而永垂不朽,我想要自己長生不老。——伍迪.艾倫

  老化真是人生必經歷程,是永遠也擺脫不了的痛苦之一嗎?
  為什麼人類會老化,而不能像水螅生物可以永生不死?
  端粒酶掌握了人類老化的關鍵
  讓我們更了解老化的本質,以及如何防止和扭轉老化
  帶領我們擁有更長壽、健康的生活

  近年來,科學家在理解人類老化方面已有長足的進展。
  現今,老化研究上的醫學突破,將能減緩甚至扭轉老化過程,並治療多種老化相關疾病。

  本書中,作者將探討這些細節。
  作者將告訴大家截至目前為止的卓越突破,以及目前研究所達成的成就是什麼。
  我們必需認識老化的性質,但目標不能只是放在認識老化,而是要發展技術,擴展生活,治療疾病,減少痛苦。

  邁可‧佛塞爾博士,數十年來在第一線研究老化,為人體老化權威
  在本書中,他將帶領我們進行詳實易懂的科學之旅,針對人體老化本質,提供令人驚嘆的見解

名人推薦

  「《端粒酶革命》打破幾世紀以來人類對老化的迷思,將過時的意識形態連根拔起。佛塞爾博士精彩的著作,奠基於堅實的科學研究,開啟了延長健康壽命之門,即將改變人類歷史。」Noel Patton,TA科學公司創辦人暨董事長

  「佛塞爾博士對端粒扭轉老化的研究,不僅值得一讀,更帶領著我們進入老化奧秘殿堂一窺究竟。」Alexey Olovnikov博士,俄羅斯科學院,生化物理研究所

  「老化並非不可逆的退化過程,而是表觀遺傳學上的生理機制,不可與生活方式所導致的老化疾病混淆。我們藉由本書對於老化有明確的認識,了解我們如何變老,以及如何在未來控制老化。」Giacinto Libertini醫學博士,義大利演化生物學院院士

   「佛塞爾博士持續研究老化問題,為讀者傳達端粒核心研究的最新進展。儘管幾十年來的努力,已有可能的介入性治療方法,目前在臨床尚無強力證明有效的治療 措施;本書雖樂觀卻也實際,為進行端粒酶革命提出未來的看法。」Donald K. Ingram,博士、教授,主持美國彭寧頓生物醫學研究中心營養精神醫學與老化實驗室
 

作者介紹

作者簡介

麥可.佛賽爾(Michael Fossel)博士


  擁有美國史丹佛大學醫學博士學位,並於該校教授神經生物學及研究方法。曾榮獲美國國家科學基金會(National Science Foundation)獎學金,除有三十餘年的臨床醫學教授資歷外,同時更身兼美國抗老化醫學會(American Aging Association)執行長,與《回春研究》(Rejuvenation Research)期刊創刊編輯。於1996年,首度發表關於端粒酶老化研究的著作《扭轉人類老化》(Reversing Human Aging),講述延長人類細胞端粒,以對抗老化並治癒老化相關疾病的醫療可行性。接著,在2004年發表堪稱抗老化領域權威著作的《細胞、老化與人類疾病》(Cells, Aging, and Human Disease);又於2011年與他人合著《不朽的邊緣》(The Immortality Edge),成功引爆延長人類生命可行性的學術熱議。

  身為研究端粒酶治癒老化疾病的頂尖專家,作者曾於美國國家衛生研究院及史密森尼研究中心(Smithsonian Institution)發表演說,更往赴世界各地大學、研究機構及研討會議演講。此外,諸如:《早安美國》(Good Morning America)、美國廣播公司(ABC)《20/20》、美國國家廣播公司(NBC)《Extra》、Fox聯播網、CNN、BBC及Discovery頻道等各大電視新聞媒體,皆可見麥可.佛賽爾博士的身影,更是美國國家公共電台(NPR)常客。現在在美國密西根州河谷州立大學(Grand Valley State University)教授老化生物學,亦正準備進行端粒酶運用於治療阿茲海默症的人體臨床實驗。

  作者官網:www.michaelfossel.com

審訂者簡介

黃貞祥


  來自馬來西亞,現任教於國立清華大學分子與細胞生物研究所暨生命科學系,從事鳥禽的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。研究教學工作之餘,嗜好讀書、寫作、騎車、踏青、逗貓。

譯者簡介

筆鹿工作室


  多年中英翻譯經驗。僑居美國後回台,作品曾獲新聞局小太陽獎。翻譯作品涵蓋生活、健康、科學類,包括《食物酵素的奇蹟》、《相信孩子的能力,從獨玩到自信成長:不打罵也不寵壞,瑪德葛柏教養法的第一堂課》、《設限與管教:瑪德葛伯教你允許孩子犯錯的勇氣》、《如何豢養一隻奴隸:古羅馬管理學聖經》等。
 
 

目錄

老化的介入醫療革命
端粒老化理論時間表

序章

第一章 老化理論
騙局、神話和科學理論,
無法完全自圓其說

第二章 老化的端粒理論
介紹本書的老化理論與其歷史發展,
包括對於理論誤解的討論

第三章 我們為何會老化
簡要介紹本書的老化理論,
為什麼人類會老化,而不是像水螅生物可以永生不死

第四章 永生不死的追尋
端粒理論應用於臨床醫學的問題

第五章 直接老化:雪崩效應
老化細胞如何引發同類細胞及周圍組織的疾病

第六章 間接老化:無辜的旁觀者
老化細胞如何引發不同細胞及組織的疾病

第七章 減緩老化
目前人們對於健康和壽命所能做的最好處置

第八章 扭轉老化
即將到來,以令人驚嘆的方式,預期改變人類的生活和社會

後記
名詞解釋

 
 

推薦文

  《論語.述而十九》:「葉公問孔子於子路,子路不對。子曰:『女奚不曰,其為人也,發憤忘食,樂以忘憂,不知老之將至云爾。』」

  孔子發憤用功到忘記吃飯,內心快樂到把一切煩惱憂慮都忘了,連自己快要衰老了都不知道,這是人生頗高的境界吧?不過矛盾的是,能「發憤忘食,樂以忘憂」的人,更不想老之將至吧?否則生不如死的人生,何必長生不老呢?

  美國政治家富蘭克林曾有名言:「人生唯一確定的事就是死亡與繳稅。」,這句話一點也沒錯,不過有現在很多富人懂得如何不繳稅,所以話也只說對一半。然而最公平的是,人生唯一確定的事只剩死亡了,無論貧富人人平等。

  老死對人而言,似乎是再正常不過的,然而再仔細探究,死亡前不見得要先老去,因為並非所有動物都會有老化的現象。咦,那麼牠們莫非長生不死?非也,想找死難道還得先老去嗎?傳染病、意外、獵殺等等,都和老化無關。像鱷魚、烏龜、鸚鵡等等,都是老化不明顯的動物。在人為飼養的情況下,金剛鸚鵡活得比主人長壽許多,已非新聞了,因此有些飼主在逝世前立遺囑成立基金會,讓身後寵物鸚鵡仍能夠獲得妥善照料。
  
  但是人類嘛,要區分老年人和中年人,其實一點也不難。不管妝化得多少,肉毒桿菌照三餐打,都難掩老態龍鍾的模樣。說穿了,很多醫美行為,不過就是騙人騙己而已。

  老化,有太多太多表觀和生理解剖上的變化,是個複雜的行為。在動物實驗中,我們怎麼知曉牠們是否有老化現象,或者一些內外在因素如何影響老化呢?最簡單的方式,是去看看牠們隨著時間,在死亡率上的變化。那些沒有明顯老化現象的動物,隨著年齡增長,牠們的死亡率並不會像有老化現像的動物,有大幅的上升。老化,簡單來說,是一連串複雜的身體變化,讓人的死亡率上升,也就是說,老年人的生存率大不如年輕人,這是衰老必然的結果。

  既然老化不是動物界裡普遍的現象,那為何我們人類這麼倒楣呢?探討這個問題,可能得再寫一本書,不過對本書的讀者而言,我們更關注的問題是,我們真的能夠避免老化嗎?老化確實影響了生活品質!現代社會裡,有不少人在退休後,仍然有廿卅年的日子要過,這段時間都能讓一個嬰兒長成大人了。而社會的高齡化帶來的眾多問題,對大部分先進富裕國家來說,是不願面對但不得不面對的問題。

  解釋老化的生物學原因,有許多五花八門的理論,本書作者麥可.佛賽爾(Michael Fossel)主張的,是一個更簡易但也常被人誤會的理論,也就是端粒理論,他用很清晰明了的方式解說為何身體的老化來自細胞的老化。作者大膽地提出,端粒隨著時間的縮短,是造成細胞老化的主因,他不厭其煩地從頭到尾一再強調這點。

  科學上,端粒縮短和細胞老化即使有關聯,也無法說明其中因果關係,因為端粒縮短也有可能是細胞老化產生的結果,而非造成細胞老化的主因。這個理論,比較有利的證據是來自遺傳疾病。對遺傳學家來說,要瞭解一個東西的功能為何,最直接的方式是把它搞壞,然後看看會發生啥事。一般上,我們當然只能人道地利用動物來動手做把東西搞壞的實驗,但是幸運也是不幸的,人類族群裡總會有少數個體,天生就帶有一些突變,意外地把一些遺傳物質搞壞。

  著名的遺傳性疾病「早衰症」,罹患者的端粒結構長度比同年齡正常人短很多,顯示出端粒結構在細胞裡的耗損但不能補充,的確可能是造成老化的重要原因。然而,端粒如果只是保護染色體兩端的基因不會受到損害,那麼為何單單端粒的縮短,就會造成細胞的老化?一般過去的認知是,端粒該耗損殆盡,才會有惡性的影響才對呀。

  其實,近年也發現端粒不僅有保護染色體完整性的功能而已,端粒DNA也有複雜的立體結構,並且也和基因體穩定性有關,也會影響基因表現。縮短的端粒究竟為何會影響基因體穩定性和基因表現,還有待更多研究來釐清。不過對身為醫師出身的作者,基礎生物學上的原因未明,並不影響他主張用端粒酶來治療老化的主張。

  他一再強調,老化不是個我們該被動接受的自然現象,現在有許多內外科可以有效治癒的疾病,過去很長的歷史中,也被視作自然現象。他不斷大力疾呼學界和大眾,我們是時候該歷經一場典範轉移了,把老化當作該被介入性治療的疾病吧!

  在我們許多人來說,把老化當疾病來積極介入治療,最主要目的當然不是不死,老化不明顯的動物也不免一死,但是只要能改善我們年老後的健康狀況,那無疑是醫學史上最大功德一件。不過身為科學工作者,我不免俗地用比較保守謹慎的方式看待作者呼籲用端粒酶治療老化的主張。醫學當然是科學的,可是醫學家和科學家最大的不同,是前者可以接受知其然、不知其所以然,科學家比較難接受,因為我們的訓練就是要知其所以然。

  醫學家和科學家也該是互補的,有許多療治和藥物問世時,其作用機轉原理完全是黑箱。所以作者大力提倡儘早進行端粒酶治療的臨床實驗,並非無的放矢。然而對他認為端粒縮短究竟如何造成細胞老化的細節不重要(或至少他可以不需要知道),我個人是有意見的。

  現代醫學的進步,尤其是這十幾廿年來,許多疾病的新藥問世,很多是基於理性藥物設計(rational drug design),也就是立足在清楚疾病在細胞和分子層次的機制上,針對出狀況的分子進行藥物設計,許多近年問世的癌症標靶藥,已造福了廣大的病患。因此,在治療老化這個疾病上,更多基礎生命科學的研究,肯定都是有必要的。

  事實上,在這本書的中文版剛要出版前,生物醫學領域正好有個重大突破!科學家在一篇發表在頂尖學術期刊《細胞》(Cell)的論文中[注1],報告了他們在早衰的老鼠活體內表現了四個和幹細胞重新編程有關的基因,居然成功地擦拭掉和細胞老化有關的基因表現標記,讓早衰的老鼠的基因表現和身體狀況恢復成和正常老鼠差不多。這顯示透過利用分子細胞生物學和表觀遺傳學的基礎知識,確實能夠讓科學家瞭解到細胞和分子的運作方式,從而設計出良好的介入治療方式。在未來,回春療法很可能不再是科幻情節而已!

  在寫這本書時,作者也未必預料到這個科學突破這麼快到來吧?他果然是位先知,能夠預料到不久的未來,我們確實有可能並且應該治療老化。這本書將會讓我們人生中最重要的一個歷程,有了更清晰的瞭解,並且也在想法上有所啟發!

  注1:Ocampo et al. In vivo amelioration of age-associated hallmarks by partial reprogramming. Cell, 2016 DOI: 10.1016/j.cell.2016.11.052
 
國立清華大學生命科學系助理教授/泛科學專欄作者  黃貞祥
 

詳細資料

  • ISBN:9789869425100
  • 叢書系列:生活健康系列
  • 規格:平裝 / 240頁 / 25k正 / 14.8 x 21 x 1.47 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

內容連載

老化的熵理論
 
首先,老化究竟算不算是待解決的問題甚至還沒有明確的結論。生物老化並不是特例。山脈、星系,甚至宇宙本身都會變老。事實上,熱力學第二定律指出,任何封閉系統的熵會一直增加,越來越混亂。這就是為什麼停了幾年的車子無法發動;山脈經過幾百萬年會變成塵土;五十億年後太陽就會變冷。萬事萬物都會老化。
 
生命取決於秩序、結構和組織。如果過於混亂,生命就無法繼續維持。所有奧秘的解答就在於生物老化,這來自於物質宇宙本質上的需求。
 
許多專門理論都是以熵的概念來解釋老化。這些理論認為,生命基本的損耗現象,已足夠解釋老化過程。
 
這些理論很多都是相同主題的不同變形。例如:交聯理論(cross-linkingtheory)認為,所有老化都是由於分子隨時間聯結在一起而干擾了正常功能。另一種類似的解釋則是將功能障礙的原因歸咎於糖化終產物(AGEs) 葡萄糖與蛋白質分子結合在一起 這些無用的廢棄產物累積後會造成功能喪失。
 
還有許多其他的解釋,將老化怪罪在各種廢棄產物上,例如許多老化細胞中都累積有一種脂色素質產物 脂褐素(lipofuscin)。
 
另一種特別具有說服力的理論是,把焦點放在活細胞中最關鍵的DNA分子,而非常規分子和 的損害上。這種理論斷言,隨著時間經過,去氧核糖核酸會逐漸累積傷害,造成產生關鍵性蛋白質的能力降低,然後細胞的功能逐漸失調,老化隨之而來,終至細胞完全死亡。
 
所有這些理論都基於一個基本的真理:隨著時間經過,損害會增生。分子聯結,生成廢棄產物,DNA受損。但這些理論都低估了細胞再生的不可思議力量。儘管在宇宙射線、廢物累積、環境變化等影響下,一些細胞確實會老化、年久失修,然而還是有其他細胞保持完全的健康、活躍,具有無限的複製力。
 
地球數十億年來的生命都是以單細胞的形式呈現,這些單細胞的複製力可以說是沒有限期。關於這些細胞的老化方式,可以經過公開討論來辨明,但很顯然,每個細胞會複製週期,老細胞分裂成兩個子細胞,子細胞年輕又健康,時鐘重新歸零1。
 
生命以驚人的速度進行自我修復,替換零件。理論上,如果我們的愛車每年都替換部分零件,就可以開一輩子。接下來我們將會看見,單細胞生物便是這樣做。地球並非封閉系統,並不違反熵定律。地球一直沐浴在太陽的光線和能量中,太陽的核融合以驚人的高速產生熵,而生命的維持得倚賴太陽能,才能不斷繁衍。物理定律裡面並沒有一條寫著生物不能無限期地成長茁壯,但只要陽光普照,生命就會一直延續下去。

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