精胺：來自精液的「益壽分子」

在電影《生命的意義》中，英國喜劇組合 Monty Python 傳唱的《每個精子都是神聖的》成為經典。他們也許未曾深入研究「生命」，但從生物化學的角度看，精胺這種物質對生物體確實有非常重要的意義。

撰文 Kiki Sanford

編譯 高雲浩 張士超

17 世紀末，被譽為「顯微鏡之父」的安東尼·列文虎克第一次在其顯微鏡下凝視著自己精子時，可能也會驚嘆於精子的不可思議並從此對其視若珍寶。然而在驚嘆於造物主的鬼斧神工之時，他還發現了樣品中的一種結晶。1678 年他向英國皇家學會報告了這一發現。之後兩百年里，先後有幾位科學家相繼獨立發現這種晶體存在，然而在這段時間裡沒有一位科學家對其感興趣，也沒有人意識到其重要價值。

這種結晶化合物因其發現於精液中而得名精胺。但直到 20 世紀 20 年代，精胺及其相關分子亞精胺的化學結構才為科學家所認識。

精胺與亞精胺的結構，和其他多胺並無太大不同：都是鏈狀有機分子，鏈上有多個氨基，作為主要官能團。七個碳原子排成之字形長蛇陣——這是亞精胺，精胺的碳要漲到十個——在陣列的中間和兩端，各有一個氮原子揮舞著氫原子手臂。倘若肯再加三碳一氮，輔以精胺合成酶，便可將其轉變為精胺。

精胺分子三維結構。圖片來源：Shutterstock

亞精胺不只與精胺結構相關，亦是其前體物質。腐胺（其名源於腐肉，同樣存在於精液中）在亞精胺合酶作用下轉變成亞精胺，而後又轉變成精胺。這些多胺是形成精液氣味的關鍵所在。春季到來，它們也存在於某些品種樹木那不可描述的味道里，畫面太美自行腦補。

早期研究發現精胺大量存在於人類精液中，其含量遠超人體其他組織中精胺含量。此後，化學家發現腐胺、 精胺、亞精胺廣泛存在於真核細胞中。一言蔽之，單從其普遍性來看，精胺在全身細胞代謝活動中都扮演了重要角色。

那麼精胺和亞精胺究竟有什麼作用？

對精胺的早期研究角度各不相同。俄羅斯研究者 Poehl 曾分離出精胺，並聲稱其結構可能具有生理學的活性。具體來講，他推測精胺可以增加血液鹼性，並以此增加血液運載能力從而提升人體生理能力。雖然後來證明這個推測是錯的，但精胺的確具有一定增加活力的作用。

多胺是攜帶氨基的分子，帶有正電，因此遇到帶有負電的分子時會有強烈反應。在細胞里大部分帶負電的分子恰恰就是 DNA、RNA 、蛋白質等。這便意味著，精胺和亞精胺與細胞分裂、生長、存活過程存在密切聯繫。實驗發現抑制或消耗動物細胞中多胺可致使 RNA 翻譯和胚胎髮生停滯，終止細胞周期進行，抑制細胞分化。

1992 年12月發表於PNAS的一篇論文推測：精胺和亞精胺可保護 DNA 免受自由基氧化損傷。雖然此推測側重於生育方面意義，但有很多人期待利用這一研究假說理解生命的另一端——衰老。

研究發現機體組織中多胺水平會隨年齡增長趨於下降，但減少的是哪些多胺、與所在器官有多大關聯還有待解答。另有實驗發現，無法合成精胺和亞精胺的轉基因小鼠皮膚褶皺、缺少毛髮，雖然各臟器並無病理學異常，但其壽命短於普通小鼠。

另一方面，研究者為酵母、小鼠、人類等機體補充多胺時發現，當這些機體中多胺增加，相對應的細胞活動隨之增加，死亡率隨之降低。2016 年11月發表於Nature Medicine的研究（Cardioprotection and lifespan extension by the natural polyamine spermidine）提出了三個有趣的結論︰其一，作為膳食補充劑的精胺延長了小鼠壽命，可能對心血管系統有益; 其二，亞精胺可以改善高血壓大鼠的血壓; 其三，據報告人類在食用富含亞精胺食物（如蘑菇、大豆、切達乾酪）後將更有可能降低血壓並減少心血管疾病發病風險。

精胺的抗衰老作用機制至今還不得而知，但除了抗氧化和細胞代謝正向調節外，自噬現象似乎在這之中也起重要作用。自噬是細胞實現自身代謝的一項基本過程。如果細胞不能及時清除錯誤摺疊的蛋白質和受損細胞器，將會妨礙細胞自身正常功能。當細胞中控制自噬的基因未能正常表達時，亞精胺延長壽命的作用也隨之消失，這進一步說明自噬與亞精胺作用存在強關聯性。

互聯網上售賣亞精胺的網頁隨處可見，有的作實驗藥品賣，有的作保健品賣。雖然是否買來食用是你自己的事情，但需要提醒讀者的是，相關關係不等同於因果關係，而且酵母、 果蠅、小鼠不等同於人。該領域以人類為研究對象的研究仍十分缺乏。此外學術界對多胺與癌症之間相關性亦有激烈討論，目前尚不了解多胺是否會誘導癌症發生或維持癌細胞增殖。誠然道阻且長，亞精胺用作抗衰老葯的研究數據仍相當具有價值，毫無疑問這是之於「生命的意義」新的詮釋。

譯註：電影《生命的意義》（The Meaning of Life），又譯《人生七部曲》/《脫線一籮筐》。

https://www.chemistryworld.com/podcasts/spermine-and-spermidine/2500549.article

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