细胞部分重编程,“返老还童”不是梦!
你是否幻想过重返二十岁?
看着自己明显老化的迹象——灰白的头发,鱼尾纹,伤口愈合的时间也要比二十岁时更长,我们大多数人,至少幻想过一次时光倒流。
不过,索尔克研究所(Salk Institute)的科学家们的新发现,或许可以让你美梦成真。
近日,发表于《细胞》(Cell)杂志的研究表明,与胚胎状态相关的间歇性基因表达可逆转衰老的迹象。
这种方法不仅可以使人皮肤细胞在外观和表现上变得年轻,也使患有早衰疾病的小鼠恢复活力,动物寿命增加了30%。相关研究的资深作者,来自索尔克研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte表示,衰老可能不一定朝着单一的方向进展,它具有可塑性,如果我们对它小心调节,衰老就可能会逆转。
衰老,人类的死敌,疾病的“幕后黑手”。
现代社会,随着人们的寿命增长,年龄相关疾病的风险也不断增加。数据显示,心脏病、癌症和神经退行性疾病的最大危险因素就是年龄。对此,阻止或逆转衰老的一条重要线索就是细胞重编程。在细胞重新编程的过程中,科学家利用四个被称为Yamanaka因子的基因表达可以将任何细胞诱导为多能干细胞(iPSCs)。多能干细胞就像胚胎干细胞一样,可以无限分裂,成为我们身体里任何类型的细胞。
文章的第一作者Alejandro Ocampo表示,和其他干细胞实验室观察到类似的是,当诱导细胞重新编程时,细胞看起来更年轻。接下来的问题就是,能否在活体动物身上诱导这种再生过程。
不过,细胞再生对于一个器官而言并不一定是个好主意。一方面,虽然细胞的快速分裂在胚胎生长中至关重要,但在成人中,这种生长确实癌症的标志之一。另一方面,成人体内大量的细胞回复到胚胎状态可能导致器官衰竭,最终死亡。因此,Salk团队也不知道他们是否能在短时间内诱导Yamanaka因子改善衰老特性的同时避免癌症。
为了解决这个问题,科学家们开始研究一种罕见的遗传性疾病——早衰症。这种疾病在小鼠和人类身上都显示出许多的老化迹象,包括DNA损伤、器官功能障碍和寿命大大缩短。此外,DNA上负责基因调节和基因组保护的化学标记——表观遗传标记,过早地异常表达。重要的是,在细胞重新编程过程中,表观遗传标记被修改。
研究团队利用衰老症小鼠的皮肤细胞,在短时间内诱导Yamanaka因子。结果发现,这些细胞的多种衰老特征出现逆转,且没有丧失皮肤细胞的特性。此前其他研究将细胞彻底重新编程,最后达到的都是干细胞状态。而这个研究却第一次在保持了细胞本身特性的前提下逆转了衰老相关的特征。
有了这样的研究基础,团队在早衰症小鼠活体中使用了相同的短重编程方法。结果是惊人的:与未处理的小鼠相比,重编程小鼠看起来更年轻,它们的心血管和其他器官的功能得到了改善;而最令人惊讶的是,它们的寿命延长了30%,且没有患癌症。从细胞水平来看,小鼠表现出衰老分子特征的恢复,而这些特征不仅表现于早衰症中,还表现于正常的老化细胞。
研究人员表示,这无疑是一项令人激动的发现。不过,老鼠和人类之间存在很大的差异,对于人类细胞而言,这种细胞恢复要复杂得多。但不可否认的是,衰老是一个动态且可塑的过程,因此是可以通过治疗来干预的。这项研究的前期工作为研究衰老的细胞驱动力和改善人类健康和寿命的疗法提供了新见解。干预衰老这条道路是漫长的,还需要更多不断深入的探索。
医牛点睛:
细胞干预可以让衰老的小鼠恢复活力?那么人类呢?这项研究是不是也就意味着,返老还童也并不一定就是天方夜谭!
循证来源:
Alejandro Ocampo6, Pradeep Reddy6, Paloma Martinez-Redondo6, Aida Platero-Luengo, Fumiyuki Hatanaka, Tomoaki Hishida, Mo Li, David Lam, Masakazu Kurita, Ergin Beyret, Toshikazu Araoka, Eric Vazquez-Ferrer, David Donoso, Jose Luis Roman, Jinna Xu, Concepcion Rodriguez Esteban, Gabriel Nuñez, Estrella Nuñez Delicado, Josep M. Campistol, Isabel Guillen, Pedro Guillen, Juan Carlos Izpisua Belmonte7, In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming
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