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将成熟细胞“重置”为干细胞,衰老可能被逆转

将成熟细胞“重置”为干细胞,衰老可能被逆转

作者: 茵冠生物 | 来源:发表于2022-06-15 09:37 被阅读0次

    导读:

    “返老还童”是多少人梦寐以求的愿望,但你有没有想过也许治疗某些衰老问题的灵药就在我们的身体里。

    在电影《本杰明·巴顿奇事(又名:返老还童)》(The Curious Case of Benjamin Button)中,名为本杰明·巴顿的男主角出生时虽然是一个婴儿的身躯,却是一副八十岁老人的模样,被当作怪物遗弃在养老院,但奇妙的是,他具有逆行生长的生理特性,越活越年轻,最后以婴儿的形态死去。

    图源/电影《返老还童》剧照

    虽然时间在一个人身上倒流的情节是虚构的,但在美国加利福尼亚州的索尔克研究所,科学家们发现了类似逆转衰老的过程。通过操纵细胞的某些基因,研究人员成功地将完全成熟的“老化的”细胞“重置”为“年轻的”干细胞。

     01 存在不朽的生命体吗?

    尽管电影情节是虚构的,但自然界确实存在着一些能够跨越寿命限制的生物。

    比如涡虫、水螅和海星,是目前已发现的最接近不朽的生物。它们体内拥有大量的干细胞,可以不断分化,以取代受损或老化的细胞。

    图源网络/水螅虫

    因此,在人类身上,干细胞的确有可能分化并取代衰老细胞,最终实现“返老还童”。

     02 什么是干细胞?

    干细胞(stemcell)的“干”,译自英文“stem”,意为“茎干”、“干”和“起源”。这是一类具有自我复制和多向分化能力的细胞。在一定条件下,它们分化成多种不同类型的细胞,并发育成血液、脑、骨骼和人体各种器官组织,最终组成了我们的身体。

    图源网络/胚胎干细胞的分化途径

    如果我们想让身体变年轻,那么我们需要使身体的单个细胞变得“年轻”。也就是说,我们需要干细胞不断再生并形成新的、更年轻的细胞,替代原本衰老的细胞。

    但随着年龄的增长,我们体内的干细胞数量、活性正不断下降。

    如今越来越多人意识到我们需要更多的年轻健康的干细胞。于是很多人在自己年轻健康的时候或者在自己的宝宝刚出生的时候就将珍贵的干细胞资源储存起来,以备日后的不时之需。

     03 分化细胞实现了向干细胞的体外“逆转化”

    在2006年以前,干细胞向分化细胞的转化是一条单行道。但日本科学家山中伸弥利用转录因子创造奇迹。

    他借助“山中因子”(包括Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc共4种因子,又称“OSKM”),将完全成熟的已分化细胞(成年小白鼠的成纤维细胞)转变为诱导多能性干细胞(iPSC)。

    图源网络/iPSC细胞的原理

    这些经过人工重新编程的干细胞与胚胎干细胞具有几乎相同的能力,理论上可以分化成任何细胞类型,发育为成体的任何器官、组织。

    在诱导过程中,成熟的特定细胞本质上就实现了“逆转衰老”,转变成为“更年轻的”干细胞。

    这对于再生医学和组织工程而言具有非常重要的参考意义,它向我们展示了人类细胞再生的潜力。

     04 体内的衰老细胞能否重新变得年轻和健康?

    诱导性多能干细胞(iPSC)会不断繁殖,因此直接将其引入衰老生物的体内可能会对健康产生不利影响。

    来自索尔克研究所的科学家们推测,体内细胞重编程也许能使年老的生物变得年轻。唯一的瓶颈在于,尽管细胞再生在实验室中操作起来很简单,但在整个生物体内部,可能就会有完全不同的表现。

    他们在早老症(一种过早衰老的疾病)的小鼠模型身上做了实验。

    通过在早老症小鼠中短期诱导Oct4、Sox-2和Klf4 基因(c-Myc,也就是OSKM中的M,被公认为是导致肿瘤出现的罪魁祸首。于是,他们刻意避开了这个导致肿瘤的因子),结果发现,表达OSK基因的小鼠比对照组小鼠更年轻,心血管和肺功能也得到改善,寿命延长了30%。

    换言之,衰老小鼠的生活质量通过细胞重编程得到了改善。

    虽然这些在小鼠身上进行的研究还不能直接套在人类身上,但科学家们已经迈出了第一步,逆转衰老的前景逐渐变得清晰起来。

    结语

    借用索尔克研究所负责这次研究的 Juan Carlos Izpisua Belmonte 教授的一句话:

    人体有极强的可塑性,通过不断的调整,衰老可能被逆转。

    未来有一天,或许能让我们把时钟倒转,使老年人的衰老器官恢复活力,或是治疗某些由基因、环境等因素导致的身体早衰。

    当然,“逆转衰老”并不意味着能让一个60岁的人打一针就重返20岁,而是让一个60岁的人在身体功能方面感觉像20岁的人一样健康,拥有更高的生活质量。

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