健康基因的开关
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第一章 复活节岛和移植病人

我第一次想到基因开关这一概念时,正在阅读加州大学河滨分校斯蒂芬·斯宾德勒教授的一篇论文,该论文探讨了热量限制如何预防小鼠得癌症。Shelley X. Cao,Joseph M. Dhahbi,Patricia L. Mote,and Stephen R. Spindler,“Genomic Profiling of Short-and Long-Term Caloric Restriction Effects in the Liver of Aging Mice,”Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98,no. 19(2001). You can access all of Spindler's research on his lab's website at https://biochemistry.ucr.edu/faculty/spindler/spindler_research_group.html.这大概是我在2013年研读的第五百篇关于热量限制、禁食、生酮和长寿的论文,因为那时候我沉迷于研究如何让我的父母活到100岁且避免患上糖尿病、心脏病、阿尔茨海默病等现代疾病。我在论文中看到了老生常谈的几点建议:避免食用精加工食品,尤其是含大量糖分、脂肪和盐类的食品;经常运动;保持好睡眠;不要抽烟;不要过度饮酒。但是我也看到了很多我闻所未闻的信息潜藏在科学文献中,它们都无可争辩、令人信服。信不信由你,有确凿证据表明,你可能会偏爱某几种坚果,摄入过多的蛋白质可能会对身体造成损害(某些特定的动物性蛋白质比其他蛋白质要差得多),少食多餐并不理想,某些维生素(例如维生素E)会增加患癌风险,而千载难逢地抽一次雪茄可能真的会延年益寿!

看到这样的数据,我只想从细胞的角度更深入地了解人体的工作原理,以及保持年轻的方法。直到有一天,我终于找到了关键点。我的所有研究和我研读过的大量论文都直截了当地指向基因开关,它是机体中的一种单一机制,可以在开启某一细胞过程时关闭另一过程,反之亦然。从科学角度来讲,基因开关是一种名为mTOR的蛋白质复合物,这是雷帕霉素机制靶蛋白(mechanistic target of rapamycin)的简称(以前称为“哺乳动物雷帕霉素靶蛋白”)。我在本书的引言中提到过,雷帕霉素机制靶蛋白是几乎每个细胞(血细胞除外)都具有的开关,它可以激活细胞的自我清洁模式(自噬),从而消除体内可能引发癌症的有毒物质,也可以燃烧脂肪,使机体合成更多的蛋白质,储存尽可能多的能量(葡萄糖和脂肪),并生成更多细胞。(有时人体确实需要合成更多蛋白质,储存更多脂肪,并生成更多细胞,但不能永久停止细胞修复和自我清洁过程,具体见第九章。)如果上述物质的合成过程达到过高水平,可能就会引发疾病,然而现代的生活方式往往促进了合成过程。

清理废物和燃烧脂肪(自噬)

储存脂肪和生成肌肉(mTOR)

mTOR中的R代表雷帕霉素,这是一种细菌产生的化合物。为了全面了解雷帕霉素机制靶蛋白,并更深入地了解细胞开关的概念,我们来回顾一下它的发现历史。这个侦探故事始于一项强大的发明——电子显微镜。