【原】海夫利克极限

生命开始于一个细胞，每一个人都是自生殖细胞复制、分裂和成长而来。人的身体约由1亿亿个细胞组成，它们摄取养分、供给能量、排出废物，维持人体的正常机能。我们身体的细胞每时每刻都在更新，每一分钟都有细胞的死亡与新生，其中绝大多数细胞存活的时间不超过一个月，细胞的死亡与新生本就是人体新陈代谢的一部分。事实上大约最多6至7年，我们身体的细胞会被全部更新，所以从细胞层面来说我们都是年轻人。关于这一点恰好契合一个著名的哲学悖论——“忒修斯之船”，说一艘名叫忒修斯的船随着时间，船身上每一块木板和部件慢慢的都更换为新的，哲学家问当最后一块木板被换掉以后，这艘船还是不是原来那艘船？如果换作人体的话就是说既然组成一个人的身体的细胞被全部更换过了，那么这个人还是不是原来那个人？或者说我们为什么会认为这个人还是原来那个人？这是个有趣的问题，不过并不是今天要关注的点。

细胞的更新毋庸置疑，但是从逻辑上来说，这就出现了一个问题——既然差不多每7年我们每个人都焕然一新，那为什么人还会衰老呢？既然人体老旧的细胞都会被新的细胞来代替，那么逻辑上来说人似乎更应该永生不老才对，就像一辆更换了所有部件的旧车，或者换掉最后一块木板的“忒修斯之船”。关于这个问题就涉及到细胞的复制与分裂的“海夫利克极限”问题了。

细胞的更新大体上是一个逐渐衰老，然后凋亡，再由吞噬细胞吞噬排除体外，最后由有丝分裂产生新的这样一个过程。人体每天有许多细胞在衰老、死亡，如一个体重70千克的成人，每天衰老、死亡的细胞约为2×1011个，这些细胞就需要适时更新。1965年美国微生物学家海夫利克发现人体细胞的不能无限分裂，它有一个极限，通过实验她认为是“56”次。换言之，似乎在细胞内部有一部时钟，由它来决定细胞何时停止分裂，从而使机体进入衰老，这个极限就叫做“海夫利克极限”。医学界认为这个极限很可能就是导致我们身体衰老、死亡的原因，而“56”次也就是人体细胞自行分裂，维系身体新陈代谢周期的极限。

那么这个极限又是如何产生的呢？答案是端粒。1975年美国人伊丽莎白·布莱克本发现染色体的末端的DNA结构，似乎像帽子一样保护着染色体的两头。它的主要任务是保持染色体的完整性，它的长短影响着细胞分裂周期，她把它叫做端粒。每次染色体分裂端粒都会损失一小段记作TTAGGG的DNA，没复制一次端粒就缩短一点，直至损失殆尽，细胞就衰亡。换句话说，端粒消耗殆尽，染色体末端失去保护，细胞停止分裂，达到了“海夫利克极限”，这就是“末端复制难题”。

如果来说，人体的衰老是因为细胞分裂更新达到极限，细胞分裂更新之所以有个极限是因为端粒磨损殆尽，那么端粒磨损就是人体衰老的原因了。既然如此，如果我们有办法修复磨损的端粒，是不是就可以避免人体衰老呢？答案是可以，不但可以，而且自然界本身就存在这样的设计。

1984年一种被命名为端粒酶的蛋白质被发现，这种蛋白质负责参与合成新的TTAGGG片段，把DNA复制损失的端粒填补起来，藉由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。那么如果人类生产使用这种端粒酶是不是就可以长生不老了呢？事情恐怕还没那么简单。

一般来说人体细胞中是没有活性的端粒酶的，只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞这些必须不断分裂的细胞之中，才可以侦测到具有活性的端粒酶，看起来人体似乎对这种酶的控制使用相当谨慎，即使有细胞分裂极限导致衰老死亡的情况，也并不没有进化出使用端粒酶来修复端粒的功能，现实来看这种谨慎似乎是很有必要的，因为有一种细胞正是因为利用端粒酶的活性而不受“海夫利克极限”的制约，那就是癌细胞。癌细胞正是通过反复激活端粒酶的活性，让自己无休无止的分裂，最终形成恶性肿瘤。

目前关于端粒和端粒酶的研究正是生物及医学研究的最前沿，它们是用以攻克癌症及揭开人类衰老之谜的钥匙，研究证明端粒丢失似乎一些心血管病、动脉粥样硬化等疾病有关系，也有研究认为抑制端粒酶的活性也许是治疗癌症的新方法。人体有1亿亿个细胞，这些细胞分为几百种不同的类型，有线状的神经细胞、盘状的血红细胞、杆状的视觉细胞等等，为了控制这些细胞运作，我们身体内活跃着至少20万种不同类型的蛋白质，而我们人类对它们的了解很少——也许不超过2%——如果用数量来形容，我们人类自己的身体很大程度上对我们来说还是一个谜。