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少摄入卡路里可延缓衰老——现有的各种药物也有类似的功效

经济学人:

1991 年,八名志愿者将自己封闭在亚利桑那州图森附近沙漠中的一个巨大温室中。他们参加了一项实验,目的是探索精心挑选的植物和动物能否发展成一个自给自足的生态系统:一个独立于 "生物圈 1"(又称外部世界)的 "生物圈 2"。


就证明宏大的生态学真理而言,"生物圈 2 号 "实验是失败的。作为边缘科学与极端财富相遇时可能发生的情况的例证,这些实验非常吸引人。玻璃杯的两边都发生了激烈的争吵。1994 年,为该设施出钱的石油大亨埃德-巴斯(Ed Bass)赶走了管理团队,将缰绳交给了史蒂夫-班农(Steve Bannon),他后来成为了唐纳德-特朗普(Donald Trump)的重要顾问。与此同时,一些人认为人类衰老科学取得了突破性进展。


加州大学洛杉矶分校(ucla)病理学教授罗伊-沃尔福德(Roy Walford)是八位生物圈学者之一。沃尔福德等人的研究表明,限制动物的饮食可以大大延长它们的寿命。通过实验室方案,线虫、果蝇、啮齿动物和狗的寿命可延长 50%,这些方案给它们的饮食提供了它们所需的所有矿物质、维生素等营养,但热量却比正常饮食少。


生物圈 2 号 "让他得以在无法偷吃零食的人类身上测试这一理论。每天摄入 1,750-2,100 卡路里(7,320-8,790 千焦)热量的生物圈人原本身材苗条,后来都瘦了下来。但八个月后,他们的体重趋于稳定。虽然他们很憔悴,但他们的能量水平仍然很高。血液测试显示,他们的生理反应与那些被限制卡路里摄入量且寿命较长的啮齿类动物相吻合。


一些人以此为由,像沃尔福德一样将卡路里限制纳入生活。但是,这种节食方法远远超出了任何理智的人都可能渴望的限制体重的努力,很难坚持下去。这就引起了人们的兴趣,想方设法在不需要限制热量的情况下获得限制热量的好处。


岔路花园

卡路里是细胞将食物分解为化学成分所获得能量的量度。分解的确切性质以及所有部分的变化都受一系列信号通路的控制,这些信号通路的任务是将细胞所做的事情与生物体所需的能量和可获得的能量相匹配。这些营养信号途径的功能障碍是洛佩斯-奥廷博士及其同事列出的 12 个老化标志之一。


如果说卡路里限制成功的背后有一个普遍真理的话,那就是当能量稀缺时,细胞中的营养信号通路会更加关注正在发生的事情,并使细胞保持更好的状态。如果要在不减少卡路里的情况下使用同样的途径,就必须了解还有哪些线索能产生同样的效果。


如果这些通路都有不同的、明确的功能,那么研究就会更容易进行,也更容易理解。可惜,事实并非如此。通路经常调控不止一种功能,功能经常受不止一种通路的调控,而通路中最远的部分往往模糊不清。更让人难以理解的是,参与通路的蛋白质的名称也令人难以置信。


以 mtorc1 通路为例。这个蛋白复合物之所以被命名为mtorc1,首先是因为一种名为雷帕霉素的免疫抑制剂对它有很强的抑制作用:因此被称为 "雷帕霉素复合物1的机制靶标"。然而,这并没有提供真正的线索,事实上,mtorc1 所处的信号通路是一套复杂的控制和反馈系统,旨在调节新陈代谢,以应对营养物质的可用性(例如,提供能量的葡萄糖和制造蛋白质的氨基酸)和使用营养物质的障碍(例如,低氧水平)。


这种调节能力的范围很广;它影响细胞分解受损内部结构的速度("自噬")、细胞蛋白质含量的平衡("蛋白稳态")以及线粒体的繁殖,线粒体是负责将细胞获得的热量转化为蛋白质可以利用的能量形式的部件。自噬、蛋白稳态和线粒体繁殖是衰老的 12 个特征中的另外三个。岁月的说唱

更重要的是,雷帕霉素(mtorc1 的名字就来源于它的作用)虽然抑制了实验动物的免疫反应,但却延长了它们的寿命。这使得一些长寿爱好者开始寻找雷帕霉素的标签外处方。但它的副作用,包括贫血和对胰岛素不敏感,使得雷帕霉素不适合广泛使用。因此,人们开始寻找 "雷帕霉素",这种药物既能提供经调整的 mtorc1 通路的益处,又不会产生如此多的代价。


卡路里限制研究发现,另一种有前景的途径是以一种名为 ampk(别问)的蛋白质命名的。它能调节线粒体中产生的一种小型载能分子--atp的生成。当atp水平下降时,ampk途径会增加细胞对胰岛素的敏感性。


二甲双胍是一种用于治疗2型糖尿病的药物,它通过激活ampk通路来实现这一目的。与雷帕霉素一样,它能延长健康小鼠的寿命。它对糖尿病患者也有同样的作用。2014年发表的一项研究表明,接受二甲双胍治疗的糖尿病患者的死亡率有所下降,不仅与未接受该药治疗的患者相比,与未接受该药治疗的健康对照组相比也是如此。


毫不奇怪,二甲双胍也在标签外使用,使用范围可能比雷帕霉素更广。美国老龄化研究联合会是一家非营利性组织,它希望尽快启动一项为期六年、3000 人参加的临床试验,以衡量二甲双胍对 65 至 79 岁人群的作用。以二甲双胍为目标的老龄化(tame)试验将观察二甲双胍是否有助于预防心血管疾病、癌症和认知能力下降;它还将测试二甲双胍降低全因死亡率的假设。


还有一类药物是为治疗糖尿病而开发的,但现在使用得更广泛,那就是 glp-1 受体激动剂。最著名的药物是semaglutide(以Wegovy的名义销售),已在不同地方获得特别许可,可用于没有糖尿病但需要减肥的人。与最终体重相同但未服用此类药物的人相比,他们是否能活得更长,这是一个未决问题。目前还没有公开发表的研究表明这些药物对实验动物的寿命有影响。


牛磺酸是一种氨基酸,被广泛用作膳食补充剂。根据加利福尼亚州诺瓦托巴克老龄化研究所的帕明德-辛格及其同事最近发表的一篇论文,牛磺酸能使小鼠的寿命延长 10%;其中一些似乎是由于营养信号的作用。但牛磺酸对其他四五种衰老标志也有影响。人体内的牛磺酸水平会随着年龄的增长而下降,但在那些活到100岁以上的人体内,牛磺酸水平会保持在较高水平。


一种名为 nad+ 的分子也能提高营养素的敏感性。有些酶--催化化学反应的蛋白质--需要一种额外的小分子才能发挥作用。300多种酶都需要它的存在,才能为细胞发挥应有的作用。如果给小鼠提供更多的 nad+,它们就能活得更长。


考虑到 nad+ 如此慷慨,我们很难确切知道是它帮助的哪种酶产生了这种效果。但有一种联系看起来特别有趣,那就是与一组名为 sirtuins 的蛋白质的联系。


红酒人生

二十年前,现任哈佛大学老龄化生物学研究中心联合主任的戴维-辛克莱尔(David Sinclair)发现,刺激它们的产生可以延长各种实验动物的寿命,从而使 Sirtuins 开始崭露头角。其中一种刺激方式是限制卡路里摄入量。但辛克莱尔博士发现了一种化学替代品:白藜芦醇,这是一种在红葡萄皮等处发现的分子。


辛克莱尔博士并不讳言自己的发现,他的发现引起了很大反响。他成立了一家名为 Sirtris 的公司,生产适合人体的白藜芦醇衍生物。这项工作并没有取得多大成果。2013年,Sirtris公司被葛兰素史克公司收购,不再作为一个独立实体存在。


这似乎是一个值得警惕的故事。但这也可以看作是希望的理由。Sirtuins之所以受到广泛关注,是因为一段时间以来一直没有类似可信的长寿说法。它们的故事勾勒出了研究此类问题的蓝图:一种机制看起来很有趣,一种分子似乎很有希望,研究得以开展,结论得以得出。现在,更多的机制和药物都在以同样的方式接受审查。有些怀疑是有道理的。但是,我们没有理由因为目前研究的几种机制和药物没有取得成果,就认为它们都不会取得成果。

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 BBG: 它不像铜那样充满活力,也不像稀土那样具有地缘政治吸引力——然而,铝却是当下最热门的金属。作为现代生活和全球经济的关键组成部分,铝正步入一个成败在此一举的阶段:要么世界在不知不觉中走向供应危机,要么进一步落入中国的掌控。或者,更令人担忧的是,两者兼而有之。 当前形势令人不安:铝价正处于三年来的最高点,接近每吨2900美元。虽然距离历史最高纪录仍有较大差距,但当前价格已处于历史高位,处于1990年至2025年价格区间上限的5%左右 。从年均值来看,今年的铝价有望成为历史第四高。 由于政治领导人的注意力都集中在铜、锗和稀土等金属上,铝几乎无人问津。然而,它对全球经济至关重要。飞机、iPhone、窗框、汽水罐、电动汽车和家用电器都离不开它。如果没有这种灰色的金属,很难想象未来的电气化进程会如何发展。铝的年消费额接近3000亿美元,是所有有色金属中最大的。只有钢铁(一种黑色金属)的使用量超过了它。 与其他商品相比,铝土矿等铝化合物在地壳中储量丰富。但提炼纯铝的过程曾经极其复杂且成本高昂,以至于直到一个世纪前,铝都被视为贵金属。拿破仑曾专门为最重要的客人准备铝制餐具。1884年,美国首都华盛顿纪念碑落成, 其顶部镶嵌着一座重达100盎司的铝制金字塔 ;当时,铝的价格甚至超过了白银。仅仅两年后,随着新的提炼技术的发明,铝开始变得普及。 然而,这里有个问题。铝的生产是一个极其耗能的过程,以至于这种金属常被称为“固体电力”。冶炼厂生产一吨铝所需的电量,相当于 五个德国家庭一年的用电量。 中国横空出世。得益于其燃煤电厂,这个亚洲大国拥有生产大量铝所需的廉价电力。因此,在过去的25年里,北京几乎凭借一己之力 满足了全球对这种金属的增量需求,目前全球铝需求量已超过1亿吨 ² 。去年,中国原铝产量略高于4300万吨,而25年前仅为600万吨。但其扩张势头即将结束。几年前,中国共产党将国内冶炼厂的铝产量上限设定为4500万吨,到2025年,国内铝产量将首次触及上限 ³ 。明年,产量将达到上限。接下来的发展至关重要。 当前形势具备所有挤压铝价的要素。首先,需求依然强劲,每年增长约200万至300万吨。其次,由于电力成本高昂,铝产量(尤其是在欧洲)受到冲击。尽管铝价高企,但随着长期廉价电力合同到期,许多国家的冶炼厂正在关闭。第三,全球铝库存处于历史低位。第四, 铜价正处于历史高...

为什么英伟达是人工智能芯片之王,而且这种优势能一直保持下去吗?

BBG: 英伟达GB200超级芯片。 摄影:Annabelle Chih/彭博社 自 2022 年生成式人工智能开始成为新闻头条以来,投资者纷纷向 英伟达公司投入资金 ,坚信该公司在人工智能硬件领域的领先地位将带来巨额财富。 这项投资获得了丰厚的回报。该公司在10月底的估值达到了5万亿美元,并且有望在今年实现比其两大竞争对手销售额总和更高的净利润。近几个月来,数十亿美元的数据中心投资热潮表明,人工智能淘金热仍在加速。 但股价的飙升——以及一些人工智能交易的 可疑性质 ——让业内人士开始质疑这一切是否发展得太快。有人担心,尘埃落定之后,可能 没有足够的盈利项目 来支撑在人工智能基础设施上的巨额投入。 英伟达首席执行官 黄仁勋 驳斥了人工智能泡沫 终将破裂的 担忧。他一直在世界各地奔走,试图赢得那些仍然对这项技术持怀疑态度的政界人士的支持,并游说取消 国家安全限制 ,这些限制阻碍了英伟达在中国——全球最大的半导体市场——销售其最强大、利润最高的芯片。 英伟达最受欢迎的AI芯片有哪些? 英伟达目前最赚钱的产品是Blackwell系列人工智能加速器,该系列产品以数学家大卫·布莱克威尔(David Blackwell)的名字命名,他是首位入选美国国家科学院的黑人学者。与之前的Hopper系列一样,Blackwell也是基于用于视频游戏的图形处理器(GPU)技术开发的。它有多种形式,从独立的“显卡”到大型计算机阵列,应有尽有。 Hopper 和 Blackwell 都采用了将配备英伟达芯片的计算机集群整合为单个单元的技术,这些单元能够处理海量数据并高速进行计算。这使得它们非常适合训练支撑最 新一代 人工智能产品的神经网络这项耗能巨大的任务。英伟达对其产品进行了微调,以更好地处理推理任务,即人工智能平台通过物体的共同特征来识别物体——例如,区分猫和狗。随着越来越多的人转向人工智能来协助处理日益增多的任务,对这种能力的需求也急剧上升。 这家总部位于加州圣克拉拉的公司提供多种 Blackwell 处理器选项,包括集成到 GB200 超级芯片中的 Blackwell 处理器。GB200 超级芯片将两块 Blackwell GPU 与一块 Grace 中央处理器(计算机执行程序指令的核心部件)结合在一起。(Grace CPU 也以 Grace Hopper 的名字命名。) 英伟达的AI芯...