分享117岁老人的长寿奥秘！| 一周趣科学vol.79

少就是多：删除免疫相关基因能提升CAR-T细胞疗效

CAR-T细胞是一种源自患者自身、经过基因工程改造的免疫细胞。它们被称为"活体药物"，通过给免疫系统中的T细胞装备嵌合抗原受体（CAR），使其能够特异性识别并攻击癌细胞。

CAR-T细胞疗法在治疗原本无药可治的血癌患者方面已展现出潜力。但目前该疗法对大多数患者仍然无效，这通常与T细胞自身的功能缺陷有关。

为突破了局限并增强CAR-T细胞的内在效力，奥地利科学院分子医学研究中心的科学家们开发了一种新方法。他们推出了CELLFIE平台，这是一个CAR-T细胞工程改造与高通量CRISPR筛选平台，能够系统性地改造CAR-T细胞并评估其治疗潜力。

CELLFIE平台能并行检测所有基因的敲除效果，并评估哪些基因能使CAR-T细胞更强健、更持久或更不易耗竭。这项研究意外发现了一个关键靶点：在小鼠临床前模型中，敲除RHOG基因能显著增强CAR-T细胞对抗白血病的效力。

但在之前的研究中，人们早已知道，RHOG基因是T细胞发挥其免疫能力的重要基因，为什么这样一个对T细胞重要的基因反而会阻碍CAR-T细胞的活性呢？

原来，与历经数百万年自然进化的天然T细胞不同，CAR-T细胞虽通过基因工程获得了新功能，但尚未在进化层面获得优化。因此，某些对天然免疫至关重要的基因反而可能削弱CAR-T细胞功能。

就好比，给马车装上了涡轮增压发动机，却发现马会阻碍这辆车的运转。这个时候我们肯定也会问：“为什么马车没了马就跑不动，但是装了发动机的马车反而会被马阻碍呢？”

因此，科学家希望将CAR-T细胞中的某些基因删除，从而提升CAR-T细胞的整体表现。RHOG就是典型案例，它对人类免疫系统至关重要，却会降低CAR-T细胞疗效。通过CRISPR技术敲除该基因，显著提升了CAR-T细胞的治疗潜力。

利用CELLFIE平台，科学家发现了两个具有互补特性的基因敲除位点，它们的组合效果更佳，同时删除RHOG和FAS基因，CAR-T细胞增殖更快、活性更持久、自相残杀概率更低，成功治愈了患有侵袭性白血病的小鼠。

研究人员创建了一套开发新一代免疫细胞疗法的多功能工具包。该方法有望加速开发具有更强持久性、更低副作用和更广适用性的CAR-T细胞，不仅适用于血癌治疗，未来还可拓展至实体瘤、自身免疫疾病和再生医学领域。

T细胞是免疫系统中的重要细胞，对它的改造是一个系统性的工程（图片来源：bioengineer.com）

课代表总结：马：“用我拉车的时候，叫我汗血宝马，装了发动机之后，就叫我摸鱼牛马！”

参考文献：

Datlinger, P., Pankevich, E.V., Arnold, C.D. et al. Systematic discovery of CRISPR-boosted CAR T cell immunotherapies. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09507-9

超级百岁老人的基因揭示了长寿的秘密

这个问题的答案，很多人都想知道：想要更长的寿命，到底是先天的基因重要，还是后天的生活方式重要？

2023 年 1 月，118 岁的法国修女Lucile Randon去世后，Maria Branyas被吉尼斯世界纪录认定为全球最长寿的人。

Branyas于1907年3月4日出生于美国旧金山，1915年随家庭定居西班牙。她经历了1918年流感大流行、西班牙内战、第二次世界大战等大事件。新冠肺炎疫情期间，她于2020年3月感染了新型冠状病毒，但很快便康复了。2024 年8月，Branyas去世，她离世时，她的两个女儿也是九十多岁高龄，却仍然陪在她的身边。之前，她自愿提供了血液、唾液、尿液和粪便样本，供人研究她长寿的秘密。

对Branyas进行的全面健康评估表明，她活到117岁的原因之一是她拥有异常年轻的基因组。她的一些罕见基因变异与长寿、免疫功能以及健康的心脏和大脑有关。科学家表示，他们现在正在利用这些发现重新审视人类衰老生物学。

据巴塞罗那卡雷拉斯白血病研究所的科学家团队称，Branyas体内的细胞比她的实际年龄年轻得多。虽然年事已高，但总体健康状况良好，心血管健康状况极佳，炎症程度极低。

她的免疫系统和肠道微生物群的指标与更年轻的人群相当，她的“坏”胆固醇和甘油三酯水平极低，而“好”胆固醇水平极高。

有趣的是，科学家注意到Branyas的端粒（染色体末端的帽子）出现了巨大的缺失。一般认为，端粒保护着我们的遗传物质，较短的端粒与更高的细胞死亡风险相关。然而，最近的研究表明，对于最年长的老年人来说，端粒实际上并不是一个有用的衰老生物标志物。事实上，拥有极短的端粒可能为Branyas带来了优势。科学家认为，她体内细胞的较短寿命可能阻止了癌症的扩散。

作者团队在文章中写道。尽管我们的研究仅基于这一个特殊个体，但研究结果显示，高龄和健康状况不佳之间并没有内在联系。

当然，仅针对一个人的研究所能揭示的信息有限，需要更大规模的队列研究才能推断出他们的研究结果。但是，通过对长寿人群和短寿人群进行更大规模的比较研究，也发现了一些人类特有的生物标志物，包括可能有助于他们抵抗疾病的独特特征。

Branyas的25岁（上）与117岁（下）（图片来源：维基百科/the Guardian）

课代表总结：这位奶奶自我总结的长寿秘诀：“秩序、宁静、与家人和朋友的良好联系、接触大自然、情绪稳定、无忧无虑、无遗憾、积极向上以及远离有害的人。”

参考文献：

Santos-Pujol, E. et al. Cell Rep. Med. https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2025.102368 (2025).

岩浆上涌导致圣托里尼岛地震频发

2025年初，希腊圣托里尼岛及其周边地区发生了数万次地震。德国地球科学研究中心和基尔亥姆霍兹海洋研究中心联合国际合作伙伴，在《自然》期刊上首次为这场地震危机提供了详细的地质学解释。

研究人员通过结合陆基地震台的监测数据与靠近卡尔穆博海底火山（距圣托里尼约7公里）的海底仪器采集的数据，运用一种先进的人工智能辅助技术精确定位了地震活动。分析显示，近3亿立方米的岩浆从地壳深处上涌，并在海底以下约4公里处停滞。在上升过程中，岩浆使周围的岩石破裂，引发了数量众多的地震和微震。

圣托里尼本身位于东地中海的希腊火山弧上，这是该地区地质活动最活跃的区域之一。3600年前一次巨大喷发所形成破火山口构成了该岛，其附近还坐落着活跃的卡尔穆博海底火山。此外，该区域被几条活跃的地质断层带穿过，这是非洲板块向东北方向推挤希腊板块的结果。地中海下方的地壳分裂成多个微板块，它们相互移动，在某些情况下还会俯冲和熔融，从而引发火山和地震活动。

1956年，圣托里尼与邻近的阿莫尔戈斯岛之间，在短短13分钟内相继发生了两次强烈地震，震级分别为7.4和7.2，引发了海啸。2025年1月底开始的这场频发的地震就发生在这同一区域。在这期间，仪器记录到了超过28000次地震，其中最强震级超过5.0。因为当时地震的原因不明（可能是构造性的也可能是火山性的），引发了公众的极大担忧。

新研究显示，这场地震是由岩浆的深层运移触发的。这一系列事件始于2024年7月，当时岩浆上升到圣托里尼下方的一个浅层储层中，最初导致圣托里尼出现了几厘米几乎不可察觉的抬升。从2025年1月底开始，岩浆开始从深处上升，并伴随着强烈的地震活动。

1月初，研究者将海底传感器部署在了卡尔穆博的火山口。这些传感器不仅测量了储层正上方的地震信号，还测量了卡尔穆博下方岩浆侵入期间海底下沉多达30厘米所导致的压力变化。尽管地震活动有所减弱，对圣托里尼的科学研究仍在继续。

科学家们利用尖端人工智能和海底传感器绘制了地图，发现圣托里尼岛的地震群是由深层岩浆上升引发的。（图片来源：SciTechDaily.com）

课代表总结：谁还不是经历过上万次地震的人呢，有啥大惊小怪的嘞。

参考文献：

Isken, M.P., Karstens, J., Nomikou, P. et al. Volcanic crisis reveals coupled magma system at Santorini and Kolumbo. Nature 645, 939–945 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09525-7

“我调控我自己”：有潜在毒性的蛋白质如何阻碍自己增加

基因表达过程调控着人体所有细胞中的蛋白质水平。细胞必须精确控制这些蛋白质的数量，调控失衡会对细胞产生毒性，并与阿尔茨海默病等年龄相关神经退行性疾病密切相关。

有一类蛋白质，它们本身是人类细胞的正常组分，但它们含有一个无序的“粘性”结构，一旦细胞中生产了过多的这类蛋白质，那么它们就会粘在一起形成一个大团块，从而对细胞战胜毒害作用。那么，细胞是如何调节自己的蛋白质生产过程，避免生产过多的这类蛋白质的呢？

近日，伦敦国王学院的研究团队揭示了一种被称为”间隙稳态”的机制，描述了蛋白质是如何调节自身的表达量的。该研究首次阐明了细胞如何防止毒性蛋白质聚集达到危险水平，为阿尔茨海默病等疾病提供了重要研究方向——这些疾病的原因可能是该调控机制出现了异常。

研究团队聚焦于既往研究中发现的与毒性过表达相关的基因。这些基因编码的蛋白质具有易凝聚特性——当表达量达到特定阈值时，它们会聚集成被称为"凝聚体"的半固态物质。

研究人员发现，蛋白质通过感知它自身的一个组分——精氨酸浓度的方式，来调控自身及同类蛋白质的基因表达。当精氨酸浓度达到临界值时，蛋白质会将自身的信使RNA捕获进细胞核，形成核斑，阻止这些信使RNA离开细胞核。没了信使RNA提供模板，细胞就失去了组装说明书，因此就无法继续制造这种蛋白质了。

而当细胞中这类蛋白质减少后，蛋白质就会将信使RNA释放出细胞核，这样就能重新制造这类蛋白质了。于是就实现了蛋白质浓度的动态平衡。

特别值得注意的是，这种平衡在衰老过程及阿尔茨海默病等多种疾病中常被打破，研究者现在正研究这些情况下平衡机制失效的原因及可能的修复方法。

左图中，容易凝聚的蛋白（黄色）没有将无关的信使RNA（紫色）带入核斑（绿色）；右图中，黄色的蛋白将它自己的信使RNA（紫色）带入了核斑（绿色）（图片来源：参考文献）

课代表总结：我可能减少我自己，但我减少我自己不太可能。

参考文献：

Faraway, R., Costello Heaven, N., Digby, H. et al. Collective homeostasis of condensation-prone proteins via their mRNAs. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09568-w

安鲁效应的存在再次获得量化实验验证

"安鲁效应"是一种长期被预测存在于相对论与量子理论交叉点的现象，但对它的观测结果一直存在争议。日本广岛大学研究人员开发出一种高度灵敏的探测方法，为探索基础物理学和开发先进技术开辟了新途径。这项研究成果近日发表于《物理评论快报》。

富林-戴维斯-安鲁效应（简称安鲁效应）是爱因斯坦相对论与量子理论深刻交汇处一个惊人的理论预测。在量子理论中，即便是真空也充斥着微小的能量涨落，其中正反粒子会短暂出现又消失。静止观察者什么都看不到，但处于加速状态的观察者会感知到这些粒子，并感受到它们的热运动带来的温度。这就是安鲁效应。

这一反直觉的发现凸显了现代物理学两大支柱间的重要联系。若科学家能通过实验证实安鲁效应，不仅能弥合广义相对论与量子力学之间的鸿沟，还将为时空本质提供深刻洞见。然而，安鲁效应的实验验证一直是基础物理学中长期存在的重大挑战。

理论计算表明，地球表面的重力加速度仅仅会导致观察到的温度增加4×10-20开尔文，现有仪器根本探测不到这么小的温度变化。想要让这一温度变得可测，至少需要1020米/秒²的超大加速度，至少在现有线性加速系统中，以当前技术几乎不可能实现。

广岛大学研究人员提出了一种颇具前景的观测方案，主要的原理是利用耦合环形约瑟夫森结中亚稳态磁通-反磁通对的圆周运动。圆周运动虽然速度的大小不变，但圆周运动的物体会有向心加速度。半径越小，加速度越大，而超导微加工技术的进步使得制造具有极小半径的电路成为可能，从而产生极高的等效加速度，最终形成可测量的安鲁温度。

在他们创新的实验装置中，圆周加速产生的安鲁效应会引发涨落，导致亚稳态磁通-反磁通对发生分裂。关键的是，这种分裂现象表现为超导电路上清晰的宏观电压跃变。这个电压跃变作为明确且易于测量的信号，直接而有力地证明了安鲁效应的存在。

当其他参数保持不变时，电压信号分布仅随加速度变化，这正是安鲁效应本身清晰的统计特征。

该研究的终极目标具有多重意义。除直接检测外，他们还希望探究该现象与探测器耦合的其他量子场之间的潜在联系。

左图：耦合环形约瑟夫森结中的安鲁效应检测；右图：电压切换频率与加速度相关（图片来源：广岛大学）

课代表总结：真·爱（因斯坦）的魔力转圈圈。

参考文献：

Haruna Katayama, Noriyuki Hatakenaka. Circular-Motion Fulling-Davies-Unruh Effect in Coupled Annular Josephson Junctions. Physical Review Letters, 2025; 135 (4) DOI: 10.1103/mn34-7bj5

牧心，科普作者。