全球首个“活体机器人”,能用“嘴巴”生孩子,有望攻克衰老
这不是科幻作品中的场景,而是近期发生在佛蒙特大学实验室显微镜下的事实。
虽然听上去有些惊悚,但这或许是目前解决创伤、出生缺陷乃至攻克癌症和衰老的最前沿的方法之一。
图中酷似“吃豆人”的,就是正在自我繁衍的 “活体机器人”。它在移动时会在“嘴巴”处搜集游离的细胞,当搜集到的数量接近本体时,这部分就会从“嘴巴”处脱离,形成新的吃豆人。
“吃豆人”名为XENOBOT,它由约3000个细胞构成,是有生命的“活体”;而它又能够进行编程修改、定向移动,因此也是“机器人”。
在创造之初,XENOBOT其实还不能叫做“吃豆人”,因为它还没有“嘴巴”,无法实现自我繁衍。在过去的一年里,研究团队重新设计了它移动路线,又为它添加了“嘴巴”,才有了显微镜下“吃豆人”自我繁衍的景象。
“吃豆人”是再生医学领域的重大突破,对解决创伤、出生缺陷乃至攻克癌症和衰老具有重要意义。尤其是在衰老领域,“吃豆人”突破性实现了“定向移动”和“自我繁衍”两大目标。
如何把体外培养的细胞运输至体内的特定部位,修复因衰老而受损的器官,一直是尚未解决的难题。“吃豆人”的“定向移动”让定向运输成为可能,“以我繁衍”则能让游离的细胞在到达指定位置后聚集成细胞集合。在“吃豆人”的帮助下,人类对衰老的研究或将更进一步。
目前,人类解决衰老的思路主要有两种。一种是用状态更好的细胞替换原有细胞,另一种是让细胞的衰老指标(如端粒、线粒体、DNA修复能力等)恢复至年轻状态。
前一种思路取得最著名的成果便是治疗性克隆。通过诱导胚胎干细胞分化成人体组织或器官的方式,科学家能够在动物身上“培育出人体器官”,用于移植。胚胎干细胞是人体内最年轻的细胞,需要在婴儿出生时就进行分离,但很少有人会在出生时保留该细胞,实用意义不大。
耸人听闻的“换血”也是这种思路的延伸。据媒体报道,PAYPAL创始人彼得·蒂尔每个季度都会花费40000美元,从18岁年轻人身体中获得鲜血,并与自身的血液交换。不过“换血”的成本高昂且安全性难以保障,同样不是成熟的抗老方式。
治疗性克隆与“换血”都是细胞替换思路的成果。治疗性克隆即使解决了胚胎干细胞的来源问题,移植器官的成功率也是一大问题。“换血”至今在原理上还存在争议。如今,“吃豆人”实现了定向移动与自我繁衍,能够将数量恰当的细胞定向运输至体内,移植成功率将比直接移植器官上升不少,或将让该抗老思路重新焕发光彩。
另一种抗老思路寄希望于让细胞老化指标恢复年轻,如端粒和线粒体等。端粒被誉为“生命时钟”,每次细胞分裂都会让端粒缩短(即人的变老过程),当端粒消耗殆尽,细胞就会走向死亡;线粒体则指向能量的转化效率,科学家认为,老年人运动状态不如年轻人,原因就在于线粒体的衰退。
在该抗老思路的指导下,“艾木茵”类物质问世。2013年,哈佛医学院实验表明,该物质能够维持线粒体稳态,使老年小鼠的运动能力恢复至年轻状态,肌肉细胞强度也有所提升。2019年,M国贝勒医学院研究进一步证实,它还具有维持端粒长度的功效。
该物质前景蔚然,曾引得李嘉诚投资两千万美金研发,中信证券也对该物质未来的市场规模做出了千亿级的乐观预估。哈佛实验室该物质的供应商企业港基因,去年在浙江余姚投资10亿,建立了百吨级原料工厂,一举降低了该物质的成本。成品“艾木茵”在京东仅需小四位数就能获得,这让它成为了受众更广、真正具有实用意义的抗老科研成果。
科学家们在《美国国家科学院院刊》上写道:“生命在表面之下,隐藏着出人意料的行为,这些尚待发现”。仅凭人类已有的常识,谁也不会想到会有能够自我繁衍的“活体机器人”。生命还存在太多的未知与秘密等待人类探索,对抗衰老听起来像天方夜谭,但却已让几十万人受益。
也有人对活体机器人技术表示恐惧。“吃豆人”由青蛙的心脏细胞和表皮细胞组成,他们认为人类的“造物”行为已经触碰到了某种禁忌,将来必定会遭到反噬。人类已站在了“新世界”的大门前,门后的未来可能是繁荣的再生医学,也可能是科技的凶猛反噬。
但面对未知的道路,唯一能确定的是,人类还不能停下探索的脚步。