人类也能冬眠？藏在DNA里的超能密码被找到啦！

冬眠，是一些动物在寒冷的冬天避开食物匮乏的“法宝”。在冬眠状态下，它们的心跳减慢、呼吸变弱、体温下降，最大程度降低新陈代谢需求，身体状态进入“待机”模式，直至春天到来，才再次活跃起来。

人类很向往这种状态，并以天马行空的想象力，构筑了自己在类冬眠状态下的故事蓝本。“睡美人”童话里，公主沉睡百年，容颜不改，青春常驻；而以《流浪地球》为代表的科幻作品中，休眠舱则成了太空旅行的标配，用以抵抗时间、保护身体状态。

但是，人类真能“冬眠”吗？最新遗传学研究表明，人类还真有可能会中基因彩票，因为冬眠动物的超能力很可能就潜藏在人类基因（DNA）中。

睡鼠

人类有冬眠基因

美国犹他大学团队发现，一个名为“脂肪量与肥胖相关基因簇（FTO基因座）”的集群对冬眠动物的能力起到关键作用。

具体表现为，冬眠动物体内存在一些与FTO基因座相邻的特殊DNA区域，这些区域能调控邻近基因的活性，使其表达增强或减弱。在实验中，当小鼠的这些区域发生突变时，会出现体重代谢变化。他们认为，冬眠动物就是通过这种突变来调节代谢，让它们得以在入冬前快速囤积脂肪，并在整个冬眠期间缓慢消耗这些脂肪储备来维持能量供给。“这也是导致人类肥胖的最强遗传风险因素。”他们说。

这项研究成果，7月31日发表在《科学》上。就在同一天，《科学》的另一篇论文也与冬眠背后的基因密切相关。

在一个“进食—禁食—再进食”的模拟实验中，研究者将成年雌性小鼠安置在能全面监测其生理活动的代谢笼中。他们发现，当小鼠从长达72小时的禁食状态开始重新进食时，基因表达水平会发生剧烈变化，直到一周甚至一个月后，仍有数千个基因的表达水平未能恢复到初始状态。而这是由于在重新进食后的一小时内，大量与腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）依赖性染色质重塑相关的基因被激活，才致使下丘脑的染色质可及性发生翻天覆地的变化。

经过层层递进的研究，研究人员最终找到了关键的“冬眠—枢纽基因”及其调控元件（pHibARs）。冬眠动物通过改变这些特定“开关”，来重塑下丘脑对饥饿和再进食的反应程序。研究者认为，这些研究有望为未来开发出逆转神经退行性疾病和糖尿病的新型疗法开启大门。

诱导冬眠

2005年，美国华盛顿大学马克·罗斯教授及其同事发现，低剂量的硫化氢可以使实验室小鼠进入“休眠”状态。他们的工作让人们对人工冬眠产生了很大的期望。2013年，又有科学家通过实验证明，大鼠也可以经过诱导进入人工冬眠状态。科学家将这类实验过程形象地解释为，通过欺骗实验动物的大脑，让它相信机体不再需要产生能量，从而实现诱导冬眠的目的。

2020年，日本筑波大学研究团队在小鼠下丘脑的类似区域，确定了一组神经元。通过基因改造，他们得以用化学物质或光照特异性地激活了这组神经元，并发现：小鼠核心体温下降了近10度，且可以连续48小时维持不吃不动、心率降低、耗氧量减少等状态，和动物冬眠无异。随即，他们在既不冬眠也没有日常麻木萎靡的大鼠身上也复刻了这一实验。这组神经元被他们命名为Q神经元。更重要的是，他们表示，人类也可能具备Q神经元。

多年来，不断涌现的新进展都展现出人工冬眠的巨大潜力。但如何诱导冬眠，仍存在问题。2023年，圣路易斯华盛顿大学陈红教授带领团队提出了一种全新的解决方案，利用超声刺激POA神经元，使小鼠和大鼠进入可逆的蛰眠样状态。

在研究中，陈红团队发现，当通过超声波刺激使小鼠处于24小时冬眠状态时，一旦体温上升，超声刺激就会重新启动，再次降低小鼠体温；而关闭超声波刺激后，小鼠则会迅速恢复正常体温和新陈代谢状态，全程并不会有副作用。深入研究细胞反应后，他们发现大脑区域中存在对超声波敏感的蛋白质信号。

而在大鼠实验中取得积极结果，也意味着即使对于不会蛰眠的哺乳动物，利用超声来降低体温的策略同样具有可行性。值得一提的是，由于超声神经调控技术已经在临床试验阶段，陈红团队的超声诱导人工冬眠技术也有望走向临床。但目前，大鼠实验尚在概念验证过程，距离实际应用还有很远的距离。

人类为什么想冬眠？

冬眠动物展现出惊人的适应力，能在数月不进食饮水的情况下保持肌肉不萎缩，体温降至接近冰点，新陈代谢与脑活动几乎停滞。而降低代谢率和抑制过度应激反应，正是人工冬眠的核心。

当通过药物或物理手段诱导人类进入类似冬眠的低代谢状态，能降低组织耗氧、减少器官损伤，为危重症治疗或复杂手术争取时间。比如心肌梗塞、脑梗塞等，血管堵塞30分钟以上就很危险了，但如果能让病人处于接近冬眠状态，会使病程进展变慢，让更多的人得到救治。德国慕尼黑大学的一项研究就显示，熊在冬眠时，血小板产生的凝血因子（热休克蛋白 47，HSP47）数量比它们在夏季时少55倍。当HSP47下调或消融，可以降低血小板和血管壁上的胶原蛋白结合形成血栓，且可减弱免疫细胞的激活和中性粒细胞外陷阱（NET）的形成。这将为静脉血栓栓塞治疗提供借鉴。而前述研究也证明了，冬眠状态有望用于治疗2型糖尿病、抑制肥胖等疾病。

“冬眠”在太空旅行中有着更为诱人的吸引力。从2014年起，美国国家航空航天局就资助了人工冬眠研究，以推动长期太空旅行成为现实。而在漫长的太空旅行中，冬眠状态除了能保护宇航员的身心健康，还能帮助宇航员抵抗来自宇宙的辐射。2017年，印度新德里核医学与联合科学研究所团队在《科学报告》上发表了一项成果，动物即使先受到辐射再进入人造冬眠状态，仍能获得辐射抵抗能力。这个实验具有一定的争议性，但也让用人造冬眠治疗暴露于超剂量辐射人员成为一个可以探索的议题。

这是一项潜力无限、通往未来的研究。