This is a painting from the 16th century from Lucas Cranach the Elder. It shows the famous Fountain of Youth. If you drink its water or you bathe in it, you will get health and youth. Every culture, every civilization has dreamed of finding eternal youth. There are people like Alexander the Great or Ponce De León, the explorer, who spent much of their life chasing the Fountain of Youth. They didn't find it. But what if there was something to it? What if there was something to this Fountain of Youth?
Это картина XVI века Лукаса Кранаха Старшего. На ней изображён известный Фонтан Молодости. Если выпить из него воды или в него окунуться, то вы обретёте здоровье и молодость. Каждая культура, каждая цивилизация мечтала обрести вечную молодость. Такие люди, как Александр Македонский и исследователь Понсе де Леон, провели значительную часть жизни в поисках Фонтана Молодости. Они его не нашли. Но вдруг в этом что-то есть? А вдруг есть что-то в этой идее о Фонтане Молодости?
I will share an absolutely amazing development in aging research that could revolutionize the way we think about aging and how we may treat age-related diseases in the future. It started with experiments that showed, in a recent number of studies about growing, that animals -- old mice -- that share a blood supply with young mice can get rejuvenated. This is similar to what you might see in humans, in Siamese twins, and I know this sounds a bit creepy. But what Tom Rando, a stem-cell researcher, reported in 2007, was that old muscle from a mouse can be rejuvenated if it's exposed to young blood through common circulation. This was reproduced by Amy Wagers at Harvard a few years later, and others then showed that similar rejuvenating effects could be observed in the pancreas, the liver and the heart. But what I'm most excited about, and several other labs as well, is that this may even apply to the brain.
Я поделюсь абсолютно удивительными открытиями в исследованиях старения, которые могут изменить наши взгляды на процесс старения и то, как мы сможем в будущем лечить возрастные заболевания. Всё началось с экспериментов, показавших в ряде недавних исследований процесса роста, что животные, старые мыши, разделяющие кровоснабжение с молодыми мышами, могут омолаживаться. Это подобно тому, что вы можете наблюдать на примере людей — сиамских близнецов. Знаю, это звучит немного жутко. В 2007 году Том Рандо, исследователь стволовых клеток, доложил, что старая мышца мыши может быть омоложена, если подвергнуть её воздействию молодой крови через общий кровяной поток. Несколькими годами позднее эти результаты были воспроизведены Ами Вагерс в Гарварде. Позже было продемонстрировано, что подобные эффекты омоложения могут наблюдаться на поджелудочной железе, печени и сердце. Но больше всего меня и некоторые другие лаборатории воодушевляет то, что это может относиться даже к мозгу.
So, what we found is that an old mouse exposed to a young environment in this model called parabiosis, shows a younger brain -- and a brain that functions better. And I repeat: an old mouse that gets young blood through shared circulation looks younger and functions younger in its brain. So when we get older -- we can look at different aspects of human cognition, and you can see on this slide here, we can look at reasoning, verbal ability and so forth. And up to around age 50 or 60, these functions are all intact, and as I look at the young audience here in the room, we're all still fine.
Итак, мы обнаружили, что старая мышь, подверженная воздействию молодой среды по данной схеме, называемой парабиозом, обладает более молодым мозгом, который лучше функционирует. Я повторюсь: старая мышь, получающая молодую кровь через общую систему кровоснабжения, выглядит моложе и её мозг функционирует как более молодой. Когда человек стареет, мы можем проверять различные аспекты его когнитивных функций. Как вы видите на экране, мы можем рассматривать аргументацию, речевые способности и так далее. До 50—60 лет все эти функции исправны. В этом зале молодая аудитория, и мы все ещё в полном порядке.
(Laughter)
(Смех)
But it's scary to see how all these curves go south. And as we get older, diseases such as Alzheimer's and others may develop. We know that with age, the connections between neurons -- the way neurons talk to each other, the synapses -- they start to deteriorate; neurons die, the brain starts to shrink, and there's an increased susceptibility for these neurodegenerative diseases.
Страшно видеть, как все эти кривые ползут вниз. По мере старения могут развиваться такие заболевания, как болезнь Альцгеймера и другие. Мы знаем, что с возрастом соединения между нейронами, используемые нейронами для сообщения, — синапсы — начинают разрушаться; нейроны погибают, мозг начинает усыхать, увеличивается подверженность нейродегенеративным заболеваниям.
One big problem we have -- to try to understand how this really works at a very molecular mechanistic level -- is that we can't study the brains in detail, in living people. We can do cognitive tests, we can do imaging -- all kinds of sophisticated testing. But we usually have to wait until the person dies to get the brain and look at how it really changed through age or in a disease. This is what neuropathologists do, for example. So, how about we think of the brain as being part of the larger organism. Could we potentially understand more about what happens in the brain at the molecular level if we see the brain as part of the entire body? So if the body ages or gets sick, does that affect the brain? And vice versa: as the brain gets older, does that influence the rest of the body? And what connects all the different tissues in the body is blood. Blood is the tissue that not only carries cells that transport oxygen, for example, the red blood cells, or fights infectious diseases, but it also carries messenger molecules, hormone-like factors that transport information from one cell to another, from one tissue to another, including the brain. So if we look at how the blood changes in disease or age, can we learn something about the brain? We know that as we get older, the blood changes as well, so these hormone-like factors change as we get older. And by and large, factors that we know are required for the development of tissues, for the maintenance of tissues -- they start to decrease as we get older, while factors involved in repair, in injury and in inflammation -- they increase as we get older.
Проблема в том, что в попытках понять, как на самом деле это происходит на молекулярном уровне, на уровне механизма реакций, мы не можем детально исследовать мозг живых людей. Мы можем проводить когнитивные тесты, делать визуализацию — различные изощрённые исследования, но нам обычно приходится ждать, пока человек умрёт, чтобы получить мозг и посмотреть, как он изменился с возрастом или из-за болезни. К примеру, это то, что делают невропатологи. Что, если мы будем думать о мозге как о части бо́льшего организма. Возможно ли, что мы сможем лучше понять, что происходит в мозге на молекулярном уровне, если мы рассмотрим мозг как только лишь часть всего тела? Если тело стареет или болеет, влияет ли это на мозг? И наоборот: если стареет мозг, влияет ли это на остальное тело? То, что соединяет все различные ткани в организме, — это кровь. Кровь — это ткань, содержащая не только клетки, переносящие кислород, например, красные кровяные тельца, или борется с инфекционными заболеваниями, но она также содержит сигнализирующие молекулы — гормоноподобные факторы, переносящие информацию от клетки к клетке, от ткани к ткани, включая мозг. Если рассмотреть, как кровь изменяется при болезни или с возрастом, сможем ли мы узнать что-то о мозге? Мы знаем, что при старении кровь также изменяется, по мере старения изменяются эти гормоноподобные факторы. В общем и целом количество факторов, которые, как нам известно, необходимы для развития тканей, для поддержания их функционирования, по мере старения начинает уменьшаться, тогда как количество факторов, вовлечённых при заживлениях, ранениях и воспалениях, увеличивается при старении.
So there's this unbalance of good and bad factors, if you will. And to illustrate what we can do potentially with that, I want to talk you through an experiment that we did. We had almost 300 blood samples from healthy human beings 20 to 89 years of age, and we measured over 100 of these communication factors, these hormone-like proteins that transport information between tissues. And what we noticed first is that between the youngest and the oldest group, about half the factors changed significantly. So our body lives in a very different environment as we get older, when it comes to these factors. And using statistical or bioinformatics programs, we could try to discover those factors that best predict age -- in a way, back-calculate the relative age of a person. And the way this looks is shown in this graph. So, on the one axis you see the actual age a person lived, the chronological age. So, how many years they lived.
Если хотите, присутствует дисбаланс между хорошими и плохими факторами. Чтобы продемонстрировать, как мы, вероятно, можем это использовать, я хочу подробно обсудить проведённый нами эксперимент. У нас было почти 300 образцов крови здоровых людей в возрасте от 20 до 89 лет. Мы измерили более ста факторов сообщения — гормоноподобных протеинов, переносящих информацию между тканями. Первое, что мы заметили, это то, что при сравнении младшей и старшей групп, около половины факторов значительно изменились. Наши тела живут при весьма различных условиях, когда мы стареем, если говорить о данных факторах. Используя статистические и биоинформационные компьютерные программы, мы попытались определить факторы, лучше всего предсказывающие возраст, в некотором смысле то, как обратно вычислить относительный возраст человека. На этом графике показано, как это выглядит. На одной оси вы видите реальный возраст человека, хронологический возраст. То, сколько лет они прожили.
And then we take these top factors that I showed you, and we calculate their relative age, their biological age. And what you see is that there is a pretty good correlation, so we can pretty well predict the relative age of a person. But what's really exciting are the outliers, as they so often are in life. You can see here, the person I highlighted with the green dot is about 70 years of age but seems to have a biological age, if what we're doing here is really true, of only about 45. So is this a person that actually looks much younger than their age? But more importantly: Is this a person who is maybe at a reduced risk to develop an age-related disease and will have a long life -- will live to 100 or more? On the other hand, the person here, highlighted with the red dot, is not even 40, but has a biological age of 65. Is this a person at an increased risk of developing an age-related disease? So in our lab, we're trying to understand these factors better, and many other groups are trying to understand, what are the true aging factors, and can we learn something about them to possibly predict age-related diseases?
Затем мы берём те главные факторы, которые я показывал, и вычисляем относительный, биологический возраст людей. Мы видим довольно хорошую корреляцию, т.е. мы можем довольно точно предсказать относительный возраст человека. Но что действительно интересно, так это отклоняющиеся значения — так же часто бывает в жизни. Здесь вы видите, что человеку, которого я отметил зелёной точкой, около 70 лет, но его биологичекий возраст, если все наши вычисления верны, только около 45. На самом ли деле этот человек выглядит моложе своего возраста? Что важнее: ниже ли риск того, что у этого человека разовьются возрастные заболевания и он будет долго жить, доживёт до ста или более лет? С другой стороны, человеку, отмеченному красной точкой, нет и 40, но его биологический возраст 65. Повышен ли у этого человека риск развития возрастных заболеваний? В нашей лаборатории мы пытаемся лучше понять эти факторы, и многие другие научные группы пытаются понять, какие из факторов точно связаны со старением и можем ли мы узнать о них что-то, что поможет предсказать возрастные болезни?
So what I've shown you so far is simply correlational, right? You can just say, "Well, these factors change with age," but you don't really know if they do something about aging. So what I'm going to show you now is very remarkable and it suggests that these factors can actually modulate the age of a tissue. And that's where we come back to this model called parabiosis.
Всё, что я пока вам показал, просто корреляция, правильно? Мы можете сказать: «Хорошо, эти факторы меняются с возрастом, но вы не знаете точно, влияют ли они на старение». То, что я собираюсь показать сейчас, весьма удивительно и предполагает, что данные факторы действительно изменяют возраст ткани. И вот здесь мы возвращаемся обратно к схеме, называемой парабиозом.
So, parabiosis is done in mice by surgically connecting the two mice together, and that leads then to a shared blood system, where we can now ask, "How does the old brain get influenced by exposure to the young blood?" And for this purpose, we use young mice that are an equivalency of 20-year-old people, and old mice that are roughly 65 years old in human years.
Парабиоз воплощён на мышах путём хирургического соединения двух мышей друг с другом, что ведёт к совместной кровеносной системе, и теперь мы можем спросить: как молодая кровь влияет на старый мозг? Чтобы ответить на это, мы использовали молодую мышь, эквивалентную 20-летнему человеку, и старую мышь, которой примерно 65 человеческих лет.
What we found is quite remarkable. We find there are more neural stem cells that make new neurons in these old brains. There's an increased activity of the synapses, the connections between neurons. There are more genes expressed that are known to be involved in the formation of new memories. And there's less of this bad inflammation. But we observed that there are no cells entering the brains of these animals. So when we connect them, there are actually no cells going into the old brain, in this model. Instead, we've reasoned, then, that it must be the soluble factors, so we could collect simply the soluble fraction of blood which is called plasma, and inject either young plasma or old plasma into these mice, and we could reproduce these rejuvenating effects, but what we could also do now is we could do memory tests with mice.
То, что мы обнаружили, весьма удивительно. Мы обнаружили бо́льше нейральных стволовых клеток, создающих новые нейроны в старом мозге. Также увеличенную активность синапсов — соединений между нейронами. Вырабатывается бо́льше генов, которые участвуют в процессе создания новых воспоминаний. Также было меньше плохих воспалительных процессов. Но мы наблюдали, что никакие клетки не проникают в мозг этих животных. Т.е. когда мы их соединяем, в действительности, при этой схеме, никакие клетки не поступают в старый мозг. Тогда мы заключили, что за всем этим стоят растворимые факторы. Тогда мы могли просто выделить растворимую часть крови, называемую плазмой, и вводить мышам либо молодую, либо старую плазму. Нам удалось воспроизвести омолаживающие эффекты, но теперь мы также имели возможность проводить на мышах тесты на память.
As mice get older, like us humans, they have memory problems. It's just harder to detect them, but I'll show you in a minute how we do that. But we wanted to take this one step further, one step closer to potentially being relevant to humans. What I'm showing you now are unpublished studies, where we used human plasma, young human plasma, and as a control, saline, and injected it into old mice, and asked, can we again rejuvenate these old mice? Can we make them smarter?
При старении у мышей, как и у людей, наблюдаются проблемы с памятью, просто их сложнее обнаружить, и через минуту я покажу вам, как мы это делаем. Но мы хотели пойти дальше, на шаг ближе к потенциальной пользе для людей. Здесь я показываю неопубликованные результаты исследований, где мы использовали человеческую плазму — плазму молодого человека, и физраствор для контроля. Мы вводили их старым мышам и задавались вопросом, можем ли мы омолодить этих старых мышей? Можем ли мы сделать их умнее?
And to do this, we used a test. It's called a Barnes maze. This is a big table that has lots of holes in it, and there are guide marks around it, and there's a bright light, as on this stage here. The mice hate this and they try to escape, and find the single hole that you see pointed at with an arrow, where a tube is mounted underneath where they can escape and feel comfortable in a dark hole. So we teach them, over several days, to find this space on these cues in the space, and you can compare this for humans, to finding your car in a parking lot after a busy day of shopping.
Для проверки мы использовали тест, называемый лабиринтом Барнеса. Это большой стол с множеством дырок, окружённых указателями, находящийся под ярким освещением, как на этой сцене. Мыши это ненавидят и пытаются убежать и найти ту единственную дыру, отмеченную здесь стрелкой, к которой снизу подсоединена труба, через которую они могут сбежать и чувствовать себя спокойно в тёмной норе. В течение нескольких дней мы учим их находить это место, пользуясь ориентирами в пространстве. Для людей это сравнимо с тем, как мы ищем машину на парковке после целого дня похода за покупками.
(Laughter)
(Смех)
Many of us have probably had some problems with that.
Возможно, у многих из нас были с этим проблемы.
So, let's look at an old mouse here. This is an old mouse that has memory problems, as you'll notice in a moment. It just looks into every hole, but it didn't form this spacial map that would remind it where it was in the previous trial or the last day. In stark contrast, this mouse here is a sibling of the same age, but it was treated with young human plasma for three weeks, with small injections every three days. And as you noticed, it almost looks around, "Where am I?" -- and then walks straight to that hole and escapes. So, it could remember where that hole was.
Рассмотрим старую мышь. Вот старая мышь с проблемами с памятью, как вы скоро это заметите. Она смотрит в каждую дырку, но она не сформировала карты территории, которая напомнила бы ей, где она была в предыдущем опыте или вчера. Вот резкая разница, эта мышь — из того же помёта, возраст такой же, но она подвергалась воздействию человеческой плазмы в течение трёх недель, небольшим инъекциям каждые три дня. Как вы заметили, она практически оглядывается вокруг: «Где я?», а затем идёт напрямую к нужной дырке и убегает. Итак, она смогла вспомнить, где была нужная дырка.
So by all means, this old mouse seems to be rejuvenated -- it functions more like a younger mouse. And it also suggests that there is something not only in young mouse plasma, but in young human plasma that has the capacity to help this old brain. So to summarize, we find the old mouse, and its brain in particular, are malleable. They're not set in stone; we can actually change them. It can be rejuvenated. Young blood factors can reverse aging, and what I didn't show you -- in this model, the young mouse actually suffers from exposure to the old. So there are old-blood factors that can accelerate aging. And most importantly, humans may have similar factors, because we can take young human blood and have a similar effect. Old human blood, I didn't show you, does not have this effect; it does not make the mice younger.
Безусловно кажется, что эта старая мышь омолодилась, ведь она ведёт себя, как более молодая мышь. Это также предполагает, что есть что-то не только в плазме молодой мыши, но и в плазме молодого человека, что может помочь этому старому мозгу. Подведём итог, мы обнаружили, что старая мышь, и особенно её мозг, податливы. Они не закостеневшие, мы на самом деле можем изменять их. Омоложение возможно. Факторы из молодой крови могут обратить старение. Я вам вот что не показал: в этой схеме молодая мышь страдает от присутствия старой мыши. Т.е. факторы из старой крови могут ускорять старение. Самое главное, возможно, у людей есть подобные факторы, т.к. мы можем использовать молодую кровь человека и наблюдать схожие эффекты. Я не показал, но старая человеческая кровь не обладает таким эффектом, она не омолаживает мышей.
So, is this magic transferable to humans? We're running a small clinical study at Stanford, where we treat Alzheimer's patients with mild disease with a pint of plasma from young volunteers, 20-year-olds, and do this once a week for four weeks, and then we look at their brains with imaging. We test them cognitively, and we ask their caregivers for daily activities of living. What we hope is that there are some signs of improvement from this treatment. And if that's the case, that could give us hope that what I showed you works in mice might also work in humans.
Можно ли перенести эту магию на людей? Мы проводим небольшое клиническое исследование в Стэнфорде, в котором мы вводим пациентам с лёгким течением болезни Альцгеймера пол-литра плазмы 20-летних молодых волонтёров раз в неделю в течение четырёх недель. Затем мы получаем изображения их мозга. Проводим с ними когнитивные тесты, спрашиваем ухаживающих за ними людей об их поведении в повседневной жизни. Мы надеемся обнаружить некоторые признаки улучшений от этого лечения. Если получится, то это даст нам надежду на то, что продемонстрированный опыт, работающий на мышах, может также работать на людях.
Now, I don't think we will live forever. But maybe we discovered that the Fountain of Youth is actually within us, and it has just dried out. And if we can turn it back on a little bit, maybe we can find the factors that are mediating these effects, we can produce these factors synthetically and we can treat diseases of aging, such as Alzheimer's disease or other dementias.
Я не думаю, что мы будем жить вечно. Но, может, мы обнаружим, что Фонтан Молодости на самом деле в нас, и он просто иссяк. И если мы сможем ненадолго включить его, может быть, мы сможем найти факторы, являющиеся посредниками этих эффектов. Мы сможем синтезировать эти факторы и использовать их для лечения возрастных заболеваний, как болезнь Альцгеймера или других умственных расстройств.
Thank you very much.
Большое спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)