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吃货的生物学修养：脂肪、糖和代谢病的科学传奇 [:1700639612]
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吃货的生物学修养：脂肪、糖和代谢病的科学传奇 一｜连体的老鼠
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白色的脂肪组织为我们的身体储存了大量的能量。而过剩的脂肪存储不光影响我们的体型，还会导致各种让人烦恼的疾病。在这一层人们对脂肪的刻板认知之下，我们身体里的脂肪还有别的什么用处么？
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为了好好回答这个问题，就让时光倒转半个世纪，聊聊当年的两只胖老鼠。
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那是20世纪60年代的故事了。
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在今天人们的怀想里，那是一个带有点恐惧和迷茫，但仍然充满激情和奇迹的年代。在铁幕和核战争的阴影里，人类的每一步都走得如履薄冰小心翼翼。在世界各地，年轻的人们或是穿着绿军装高举红宝书，或是弹着吉他喊着“Make love no war”（要做爱，不要战争）的口号，把他们的青春和热情挥洒在人潮涌动的街口。那个年代的风云人物，不管是马丁·路德·金还是切·格瓦拉，不管是猫王还是披头士，到今天都还是无数人的精神偶像。
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但是如果再过一百年、一千年，乃至到了人类文明的终点回望，20世纪60年代将会真正永垂不朽的，大概还是人类科学技术的新边疆。
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得益于两个超级大国的太空竞赛，人类开始蹒跚走出地球母亲的温暖怀抱。1961年，苏联宇航员尤里·加加林搭乘东方一号飞船飞出地球大气层，成为进入太空的第一个地球人。1969年，人类更是第一次登陆月球。美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗（Neil Armstrong）在月球表面的发言——“这是个人的一小步，却是人类的一大步”（That’s one small step for a man, one giant leap for mankind）——尽管从老式的落地收音机里听来断断续续，却还是让万千听众热泪盈眶。
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而始于60年代的另外一个科学突破，尽管没有像征服太空或者登陆月球那样成为所有目光的焦点，却悄悄开启了人类认识自身的新篇章。
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让我们的目光回转到1969年夏天，美国缅因州的巴尔港。只有几千常住居民的巴尔港是闻名世界的度假胜地。每到夏季，游轮载着欧洲各地的游客候鸟一样前来，点缀着白浪点点的大西洋。沙滩上满是骑着公路自行车，准备去钓龙虾或是看海豹的旅行者。
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而在杰克逊实验室的研究大楼中，一间阴暗闷热的实验室里，一个穿着白大褂的中年人正忙着摆弄手里两只胖乎乎的小黑老鼠。
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他叫道格拉斯·科曼（Douglas Coleman），加拿大电气修理工的儿子。
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1958年，科曼从美国威斯康星大学拿到生物化学专业的博士学位，很快在杰克逊实验室找到了一份临时性的研究工作。本计划在巴尔港待上两三年就返回加拿大谋职的科曼爱上了这块地方。他把一生的科学事业都留在了这里，还在这里待到退休和去世。
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杰克逊实验室以庞大的小鼠遗传资源闻名于世。从1929年建立时开始，杰克逊实验室就致力于发展标准化的小鼠品系和突变体，并依靠向全世界科学家销售他们自己培育的各种奇奇怪怪的小鼠获得收入。在科曼入职工作前后，杰克逊实验室的科学家们（科曼本人也参与其中）偶然间发现了两种体型异常肥硕的黑色小老鼠，并给它们起名字叫ob（是肥胖的英文单词obesity的缩写，下文简称“肥鼠”）和db（是糖尿病英文单词diabetes的缩写，下文简称“糖鼠”）。两种小鼠的体重可以长到普通老鼠的3倍大，长着尺寸惊人的赘肉，并且像人类肥胖症患者一样会出现各种各样的健康问题。杰克逊实验室的科学家们已经通过反复的杂交实验，确认了肥鼠和糖鼠的肥胖症状是由两个不同的基因突变导致的。两种肥胖小鼠背后的罪魁祸首分别定位在小鼠的第6号和第4号染色体上。之后，就像杰克逊实验室曾经培育出的大量小鼠品系那样，肥鼠和糖鼠就被细心地培育并面向全世界同行出售。但老实说，似乎没有多少科学同行对它们产生过兴趣，更没有多少人觉得这两种胖老鼠能帮助人们理解人类的脂肪，理解人类肥胖症。
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至于冷遇的原因，则有那么一点点历史性的意外。在当时，人们对于肥胖症的主流理解是，这是一种和大脑功能有关的疾病：病人是因为大脑生了病，失去了对食欲的控制，才会不停地吃吃吃，然后发胖。换句话说，当时的科学家们普遍认为，胖子都长了一颗“吃货”的大脑。不少严谨的科学实验证明，大脑里某些特定区域专门负责控制吃东西的多少，特别是我们以后将会讲到的下丘脑。也确实有实验证明，切除下丘脑的动物会暴饮暴食导致肥胖。与此同时，就和今天许多人的误解一样，那时候的科学家们简单地认为脂肪无非是身体用来储存和堆积过剩的能量的地方。换句话说，脂肪和肥胖症看起来似乎有关联，其实在生物学上却是八竿子打不着的两码事：一个仅仅是单调无聊的能量储备，一个关系到控制身心的大脑单元。研究小老鼠们脂肪为什么变多？听起来就没什么意思啊。
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但我们的科曼先生显然并没有这么想，否则他就不用满头大汗地折腾这两只胖老鼠了。我们视野里的他，正在做一个叫作“连体老鼠”的实验。简单来说，就是通过外科手术，把两只小老鼠从肩膀到盆腔之间的皮肤连在一起，将两者的血液循环联通，人为制造出类似于人类连体婴儿的现象来。做完手术的老鼠看起来像图1-2中一样。
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图1-2 连体老鼠实验图示。科学家可以通过精巧的手术，将两只老鼠的皮肤缝合在一起，从而连通两只老鼠的毛细血管循环
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连体老鼠实验
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这种看起来有点血腥残忍的实验，科学史上可谓功勋彪炳。其实，连体小鼠实验可以用来研究小鼠血液循环系统中的各种物质到底有什么样的功能；一旦进入另一只小鼠的体内，又是否能够影响它的生存和健康。连体小鼠的科学贡献除了我们故事里讲到的科曼先生的发现，特别值得一提的还有关于衰老的研究。在20世纪50年代，人们就发现一只年老的老鼠如果和一只年轻老鼠连体，就可以“返老还童”，寿命显著增加，而且不管是毛发的光泽还是身体的健康都明显变好。这提示年轻老鼠的血液里也许有一种（当然也可能是几种）能够延缓甚至是逆转衰老的神奇物质。目前，寻找确认这种神奇物质的工作仍在进行之中。可以想象的是，这种物质如果真的被发现，将具有巨大的潜在临床价值。
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顺便插句话，可能大家看到连体小鼠实验的第一反应会是，联通两只小鼠的血管，会不会带来异体排斥？的确，动物体内的免疫系统能够识别外来的物质和细胞，并发动攻击杀灭它们，这也是人体器官移植手术必须警惕的一大麻烦。所幸科曼不需要担心这个问题：发达的小鼠遗传学手段可以保证两只需要连体的小鼠具有近乎完全相同的遗传背景，就像人类同卵双胞胎一样，不需要担心异体排斥的问题。
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连体老鼠的手术不容易做。它需要外科医生般稳定的双手。而且即便手术成功，也需要几周的时间耐心照顾和喂养，在老鼠的伤口愈合后才能进行真正的实验观察。科曼也是花了相当一段时间，才从杰克逊实验室的同事那里学来了这门手艺。要知道，对一个习惯了摆弄瓶瓶罐罐的生物化学家来说，这门手艺可真的不容易学会。
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科曼要做的是，把一只肥胖的糖鼠和一只体型正常的普通小老鼠，做成连体，像图1-3中这样。
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尽管科曼先生肯定不会是个激进的动物福利主义者，但显然他也没有无聊折腾小动物的闲情逸致。他的连体动物实验是为了回答一个萦绕在他脑海里的问题：肥鼠和糖鼠之所以肥胖，是不是因为它们的血液里缺了某种抑制肥胖的物质？这种未知物质也许可以抑制食欲，所以缺了它之后，糖鼠和肥鼠就会拼命进食；这种物质当然也许加速了能量消耗，所以缺了它之后，糖鼠和肥鼠就会整日懒洋洋躺着养膘。不过无论如何，如果这个物质真的存在，那么把一只正常小鼠的血液连进来（当然随之而来的还有正常小鼠血液里那种未知的减肥物质），是不是就可以为肥鼠或者糖鼠减肥了？
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