合成生物学（工程生物学）是生命科学领域的一门新兴交叉科学，被认为是理解生命的新钥匙（造物致知）和未来的颠覆性技术之一（造物致用）。
为进一步加强国内外合成生物学领域的交流合作，提高我国在合成生物学领域的国际地位，推动国内生物产业蓬勃发展， 2023 年 4 月 27-28 日第四届工程生物创新大会、第二届中国合成生物学学术年会、首届亚洲合成生物创新大会将在深圳光明科学城启幕，为推动中国与亚洲合成生物科学与产业发展提供交流平台，为加速深圳合成生物产业发展集聚贡献力量。
以下是波士顿大学副教授刘平华在第四届工程生物创新大会上的精彩致辞，由云现场整理。
首先感谢组委会的邀请，我的题目是研究衰老的。
十年前，为了避免中年危机，我跟我的学生讲，我们要改变赛道，我们最好选一个题，我可以一直干到退休，不用再改题了。当时在社会上的讨论，有几个方向是比较热门的。一是全球老化，二是能源危机，三是人口老龄化。在此基础上，我们选定人口老龄化作为我们的研究方向。
比较幸运的是，十年以后，2020年的时候，MIT的《TecnologyReview》把抗衰老药物研发进展，定为2020年最重要的部分，这就证明，如果大家要做任何一个比较重要的方向，可能最少要十年甚至二十年提前布局。
在接下来的15分钟，给大家汇报一下我们在过去十年内，我们这个研发平台怎么做起来的，细节的部分我就过掉了，关键部分我会讲出来。
在过去两百年里，人的寿命从三十岁增加到75岁，这是非常伟大的成就，但是最近的统计数据发现，人口到65岁以后，这时候我们退休了，准备享受生活。发现，90%的人至少有1个老年病，75%的人至少有2个老年病。美国大概五年前有一个统计数据，我们知道最近新冠病毒对大家的影响很大，但如果看这张图可以发现，美国一年的医疗费用是3-4万元，80%以上的费用用在老年人身上，包括心脏病、癌症、肺的肺气肿、中风、老年痴呆、糖尿病。再看传染病，占了不到2%。根据这个来看，其实真正的赛道，大家今天讨论合成生物学将来的方向，我想一个主要的方向，至少说它是主要的方向之一，应该就是老年病药物的研发，或者说大健康怎样为老年病提供服务。
在过去二十年内，健康长寿的研发，已经从大家茶余饭后讨论的东西，到了真正科技的层面。现在衰老的机制，已经从分子水平开始有积累了。最近有一个《NatureReview》，列了10个基准，我选定了几个。一是遗传生物学（Epigeneticalterations），这是我们准备启动的方向，因为我们觉得真正衰老的过程中，肯定有东西进入人的理念。二是细胞衰老，三是DNAdamage，四是Stemcellexhaustion，五是Compromisedautophagy。
我们当时启动这个项目的假设是，从化学的水平，应该有东西进入人的年龄，也许人的寿命稍微有差别，但在整个发育的过程中，时间点是非常准确的，比如青春期。再就是女性的绝经期，时间点也是非常准确的。还有非常重要的一点，我们当时自己化学背景的人，准备研究衰老。
我们当时认为，如果真正有东西进入人的年龄，化学的部分应该是可逆的。为什么？从小孩到老年人，如果这个过程不可逆，每隔一代，这些信息记录下去，我们这个物种应该消亡。如果假设这个是对的，我们能够干预这些化学里的部分，我们就可以把人的年龄返回去推。当然我们的目的不是为了让大家长命百岁，这会造成很多社会问题，我们的目的是让老年人尽量生活自理。根据美国的统计，如果让老年人生活自理，延长两年，给整个社会每年节省的费用就是2000-3000亿美元。
我们的起点，就是找长寿分子。最开始写这个proposal的时候，我麻省理工的导师非常不高兴，说我一个做化学的，写生物课题，几乎没有生存的可能性。他提的这一点，让我重新思考这个问题，我作为做化学的，不能从生物的角度解决这个问题，要从化学界的角度考虑怎么解决这个问题。我们的办法和强项是，我们能够提升分子、合成分子，我们能不能找到长寿分子？长寿分子可以作为化学、生物学的pro，来研究长寿的分子。
我起步的地方是《EncyclopediaOfHerbalMedicine》。中国有很多中药的书，我几乎看不懂，因为中药描述的跟化学及现代生物学，有很大的差别。第二本书是《荒野求生》。西方人很喜欢在野外过原始生活，这本书里讲了很多怎么去野外找食物，以及在野外生病以后怎么找药。
大家知道，做化学的，很多时候我们的起步，就是用溶剂来萃取、分离。在座很多都是中国人，我们吃中药的时候，我们喝的是水，这证明什么？如果你按照传统的化学方法来做，有效的分子第一步就丢掉了，在这种情况下，我们改变了思路。因为我是化学背景的，我在大连化工所做催化的时候，很多催化反应的第一步是选择性吸附。这就证明，如果我们把工业用的催化剂改变思路，用于天然产物的纯化，我们就可以把水溶性的化合物富集起来。在此基础上，我们开始筛长寿分子。
传统的药物开发，很多时候用的都是细胞模型，但如果我们真正地筛长寿药，细胞模型是没有用的，因为细胞上的衰老跟其它衰老是不一样的。我们选了三种，第一种是虫子，因为虫子的寿命大概是2个星期，人的60%-70%的与疾病相关的基因，在虫子里都有。在此基础上，我们进一步开始做老鼠、狗的模型。
我们已经找到了6个长寿分子，我今天给大家汇报两个，因为这两个，我们从发现到功能再到应用及生产，我们已经全套建立起来了。
第一个是灵芝，第二个是海胆。有一次我去参观里吃海胆，我比较感兴趣，我查了一海胆的信息，发现这个物种的寿命能达到100岁，证明它里面应该有某种长寿分子。剩下的4个我不讲了。
我们在虫子里做了什么？麦角硫因的延长寿命大概在20%左右。另外，在动物里没有麦角硫因，但所有的动物里，有专门的膜蛋白负责吸收，富集到各种器官里。你看到它的分布，在某些地方的浓度是非常高的，特别是在眼球里浓度非常高。根据这个，我们把负责吸收的虫子蛋白敲掉以后，发现它的长寿效果确实是由这个分子来的。
另外，在虫子上看到长寿效果，很多时候因为虫子跟人还是有很大差别的，大家大部分情况还是有点怀疑的。我们进一步研究了它的机制，我专门开了一门课，其中有一个FOXO基因，它是能够控制衰老机制的，最重要的是这个基因能够导致干细胞分化能力降低。他的寿命，融合到了调节功能，我们有两个合作对象，一个是张教授最关键的得力助手，另一个是徐教授，他是第一个建立了这方面老鼠模型的。我们在此基础上，把这部分敲掉以后，我们发现这个分子确实作用在长寿分子上。在此基础上，我们把这个map调出来，把所有可能的基因全部列出来，它指到了3个mutants，用它来做，长寿效果就没有了，这证明它确实是一个长寿分子。目前市场上有一些宣传长寿的，包括AMN，但它只是长寿因子，不是长寿分子。
另外一个是雷帕霉素，但在老鼠上的寿命只能延长5%。我们做了三个不同的老鼠模型，其中一个是早衰模型，平均寿命延长40%，并且从这两张图可以看到，第一张图是对照组，第二张组是喂药组，一个是皮肤差别非常大，上图可以看到，老鼠的个子跟人老了一样，开始萎缩，脊椎开始弯曲，最长的寿命大概也只能延长30%左右。
另外比较重要的一点，大家都知道，人老了不爱动，老鼠也是一样的，吃了药的老鼠，我们跟踪的时候，可以发现它的活力同样也提高了。我们当时大概是10个星期开始一直喂到死。如果说必须要从年轻开始，在座各位基本都已经来不及了，所以我们做了另外一个实验，我们做了一个27个月的老鼠，大概相当于人的85岁-90岁之间。大家可以看第一张图的跑步速度，它吃了以后，在2-4星期之内，明显整体的活力都增加了，再就是抓举的能力，也显著上升了。
最后一张是两个月以后的情况，因为老鼠非常老了，已经死掉了40%，这是对照组的情况。老鼠上的长寿分子，基本毫无意义了，但等到临床，基本是应用不了的。不管是研发还是产业的角度，我们必须转换思路。
昨天华熙的赵总说他们在研究麦角硫因做化妆品，我们也在做，但我觉得我们的格局应该更大一些，我们应该把这个做得更大。
回到我们的初衷，研发老年病的药。怎么做？我们测了这个分子在体内的分布，根据它在体内的浓度，对应这个疾病，就可以选择我们要做的东西。我们现在基本上已经全部做完了，所以今天我可以大胆地在这儿讲，选择一个我们在美国麻省理工总医院做过的中风，我们在它的细胞模型上，发现表型非常明显，只要在细胞模型里加进去，马上就可以在细胞模型里进行保护。我们做了两个动物模型，一个是比较大的模型，梗死面积达到50%左右，另一个是比较小的模型，梗死模型大概在百分之几左右。
在两种情况下，我们的保护效果都非常好，大概梗死面积至少能够减少50%。并且我们也跟日本2007年批的药做了对比，他们现在已经达到了30亿美元的销售，我们最大的好处是，这个分子是无毒的。最重要的一点，我们做了RNA-sep，发现它的机制是吃了麦角硫因以后，把溶血栓的溶血蛋白提起来了，它可以让你自身体内达到溶血的血栓效果，我们就可以按照他汀降血脂的方式来设计。
我们发现了所有的这些，如果我们不能生产，那基本上全是画饼，所以我们也把生产建起来了。在我们建之前，已经有化学合成的方法了，但最后一步，另外一个产物是有毒的，所以我们开发出了生物合成办法，我们现在已经达到了10g/L，第三代菌达到了40g/L。另外，这个化合物是含硫的，含硒的化合物，我们也开发出了新的分子，这个分子在鱼里面，根据我们现在测的功能，这个功能比麦角硫因还要好，所以我们第二代长寿分子也做出来了。
谢谢大家。
