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科学家第一次用细胞重编让动物的老化逆转

时间:2023-07-29 05:46:01

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科学家第一次用细胞重编让动物的老化逆转

青春之泉是真的!

有史以来第一次,科学家使用细胞重编(reprogramming)技术在活的动物身上逆转老化过程,使得带有老化过早外形的老鼠比对照组的老鼠,活的时间更长30%。

这项技术涉及到使用诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC),允许科学家将皮肤细胞重编成类似胚胎的基态(base state)。从那里,诱导性多潜能干细胞可以在身体内发展成其他类型的细胞。而且除了把细胞倒转回去之外,研究人员现在还展示重编细胞也可以使活的生物更有活力。

美国沙克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)的研究员普瑞第‧雷迪(Pradeep Reddy)说:“在其他的研究,科学家已经完全重编细胞,一直回到类似干细胞的状态。”

“但我们首次展示,藉由短时间表达这些因子,你可以在逆转与年龄有关的特征的同时,维护细胞的特性。”

诱导性多潜能干细胞技术是在2006年由日本研究人员山中伸弥(Shinya Yamanaka)开发的,当时他发现藉由诱导目前被称为山中因子(Yamanaka factor)的四种基因的表达,分化细胞可以被倒转回到类似胚胎的干细胞。

但是,虽然把细胞重编成类似胚胎的状态,听起来好像它可能会让生物更年轻,它也会引出危险的并发症。2013年和2014年的研究发现,在活的动物中引出诱导性多潜能干细胞是会致命的,结果造成癌细胞生长或来自成体细胞丧失特性的器官衰竭。

没有参与这项研究、来自英国剑桥大学的表观遗传学(epigenetics)研究员沃夫·雷克(Wolf Reik)告诉英国卫报(The Guardian)的汉娜‧达夫林(Hannah Devlin):“显然地,它有一个逻辑。”

“在诱导性多潜能干细胞的细胞中,把老化时钟重新归零,回到全无,一个胚胎的状态,可能不是你所想要的,所以你会问:你想要回到哪里?”

这种想法引导沙克研究人员尝试做部分重编。他们没有进行长达3个星期的诱导山中因子表达,导致成为多潜能性;他们只诱导基因2到4天。

这意味着细胞保留它的分化,也就是说,皮肤细胞停留在皮肤细胞,不会被一直倒转回到干细胞。但它有效地变成自己的年轻版本。

至少,这是假设,而且研究人员怀疑部分重编会移除在我们细胞中所谓的表观遗传特征的积累,这些是在回应环境和外在因素中,积累在我们的基因组的磨损和撕裂。

随着时间过去,这些标记变得越来越明显,降低细胞的效率,并造成我们所经历的老化。研究人员把这个过程比作一份手稿,由于太多的手写编辑,它变得难以辨识。

成员之一的伊皮斯苏亚‧贝尔蒙特(Izpisua Belmonte)告诉纽约时报(The New York Times)的尼古拉斯‧韦德(Nicholas Wade):“有很多的标记在生命的尽头,然而细胞很难去解读。”

尽管到现在这依然是一个假设,但研究人员的实验暗示,他们有了重大发现。

患有早衰症(progeria)的老鼠,一种罕见的基因疾病引起过早老化,接受部分重编治疗的老鼠平均存活24周,而未经治疗的老鼠仅存活18周。

成员之一的帕洛马‧马汀尼兹-雷东多(Paloma Martinez-Redondo)在一份新闻稿中说:“很难明确地说为什么活得更久。”

“但我们知道这些因子的表达,正在诱导表观基因组的改变,而这些改变正在导致在细胞和生物层级的受惠。”

除了更长的寿命之外,受到治疗的老鼠的健康也得到提升,老鼠显示出心血管和器官功能的改善。

当这项治疗施加在没有早衰症的健康老鼠身上时,它们也显示出器官健康的改善。但它们的寿命是否也受到影响,还言之过早,因为这些老鼠还活着。

虽然这些结果是有希望的,但这项研究依然是在初期阶段,特别是要达到可以应用到人类身上的程度。

到目前为止,我们只有在老鼠身上看到这些成果,但是研究人员希望中山因子的选择性诱导,可以在人类身上产生类似的效果。

贝尔蒙特说:“很显然地,老鼠不是人类,而且我们知道,让一个人变年轻是更为复杂的。”

“但这项研究显示,老化是一个非常动态和可塑的过程。因此,老化比我们以前所想的,更经得起治疗的介入。”

研究小组现在打算研究可能能够模仿山中因子的分子发展,焦点在特定组织和器官变年轻。

这些药物不会在明天就可以使用,但另一方面,它们听起来也没有太遥远。

贝尔蒙特告诉英国卫报:“这些化学药物可能被支配用于使皮肤、肌肉、或骨骼变年轻的乳霜或注射剂。”

“我们认为这些化学方法可能在未来10年,进行人体临床试验。”

这项研究成果报导于细胞(Cell)期刊。

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网友评论
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显示评论内容(1)
  1. 魔﹠东方雪翼2023-10-21 09:47魔﹠东方雪翼[湖北省网友]203.34.106.254
    这是一项非常重大的突破,看来长生不老的梦想离我们越来越近了。
    顶7踩0
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