Cell细胞重编程成功逆转衰老

　

关于干细胞抗衰老的再生医学科技，此前我们已经刊登多期。其有效性和技术的成熟度已经得到社会的认可。

本期推出的则是通过“细胞编程”技术成功逆转衰老的又一科技成就。这一技术不但使培养的人类皮肤细胞重新变得年轻，还使患有早衰的小鼠“返老还童”了，惊人的结果是：小鼠的寿命延长了30%。

上图漫画描述了通过细胞重编程逆转身体衰老

　　两鬓斑白，眼角鱼尾纹，目光越发暗淡，需要花费更长的时间才能恢复伤病......面对着明显的衰老迹象，大部分的人都幻想过返老还童。年的一项研究中，科学家对来自岁人类的细胞进行体外重新编程，将这些细胞的衰老相关表观遗传学修饰去除，这些细胞的代谢模式也变得符合年轻人的细胞。但是否这种时光倒流，恢复青春的方法在活体上也能实现，过去一直没有确定。现在，Salk研究所的科学家们发现，通常与胚胎状态相关的基因表达能够逆转衰老的迹象。

　　这种方法不但使培养的人类皮肤细胞重新变得年轻，还使患有早衰的小鼠“返老还童”了，该方法逆转了一些衰老迹象，并且使小鼠的寿命延长了30%。早期的研究工作为衰老过程的细胞驱动和改善人类健康和寿命的可能疗法提供了见解。

　　Salk研究所基因表达实验室的CarlosIzpisuaBelmonte教授说：“我们的研究表明，衰老并不是单方向的，而是具有可塑性的，通过调节，衰老甚至可以被逆转。”

　　随着现代人寿命的增长，患上老年病的风险也在增加。事实上，数据表明，对于心脏病、癌症和神经衰退疾病来说，最大的风险因素就是年龄。而逆转衰老的一个关键就是细胞重编程的研究。细胞重编程由日本学者山中伸弥于年发明，通过引入4种转录因子，将成体细胞转化为诱导多能干细胞。诱导多能干细胞具有与胚胎干细胞一样的分化为各类细胞的能力。细胞重编程用途广泛，其中一项就是被用来逆转衰老，但此前研究中的实验小鼠不是早死，就是患癌。

　　这篇论文的第一作者AlejandroOcampo说：“我们和其他的干细胞实验室已经观察到，当你诱导细胞重编程时，细胞看起来更年轻。接下来的问题是，我们是否可以在活体动物身上复现这个过程。”

　　虽然细胞逆转老化听起来很好，但是往往适合实验室培养细胞的过程并不见得对于完整的有机体适用。首先，尽管快速的细胞分裂对于生长的胚胎非常重要，但是对于成年人来说，这也是导致癌症的主要标志之一。再比如，使成年人的大量细胞返回到胚胎状态会导致器官衰竭，甚至导致死亡。基于这些原因，该团队在考虑是否能够避免癌症，研究人员本次使用了部分重编程技术。

　　为了弄清楚这个问题，他们将目光转向到了罕见病儿童早衰症上。他们建立了一种用于早衰症(HGPS)表现的基因缺陷小鼠，其表现出很多衰老迹象，比如DNA损坏、器官功能衰退、寿命缩短。此外，DNA上负责基因调节和基因组保护的表观遗传标记会过早的异常表达。重要的是，表观遗传标记会在细胞重编程的过程中被修改。

Salk研究所发现，部分细胞重编程能够逆转细胞衰老迹象，比如DNA损伤的积累。左图是患有早衰症小鼠的成纤维细胞，右图是通过重编程去老化的早衰症小鼠的成纤维细胞。

　　细胞重编程一般需用2到3周时间，才能让成体细胞转化为诱导多能干细胞，但他们只利用上述转录因子重编程2到4天，因此获得的并不是诱导多能干细胞。实验显示，经过这种方法处理后，成体皮肤细胞仍然还是皮肤细胞，但细胞中的衰老迹象却减轻了。

　　受到这项阶段性成果的鼓舞，研究团队对患有早衰症的活体小鼠使用相同的短期重编程方法。结果令人震惊：相比于未接受治疗的小鼠，接受了细胞重编程的小鼠看上去更年轻，他们心血管和其他器官功能都得到改善。最令人惊讶的是，他们的寿命延长了30%，同时并没有患上癌症。在细胞层面，不只是患有早衰症的小鼠体内的分子老化迹象被逆转了，对于正常衰老的小鼠也有同样的效果。

细胞重编程的引入改善了年老小鼠肌肉再生能力。左图是普通衰老小鼠的肌肉修复。右图是接受了细胞重编程的小鼠的肌肉修复。

　　研究人员之一PalomaMartinez-Redondo说：“这项研究表明表观遗传变化至少在部分上驱动衰老。它使我们了解了哪种通路可以被用于延缓细胞衰老。”

　　最终，Salk的科学家将他们的 　　IzpisuaBelmonte说：“很明显，小鼠并不是人类，我们知道如果使人返老还童会更加复杂。但是这项研究表明，衰老是个动态且弹性的过程，因此可以通过治疗来进行干涉。”

　　Salk的研究人员相信通过化学物质或者小分子诱导表观遗传改变或许是使人类返老还童最有希望的方法。然而，他们警告称，由于衰老的复杂性，这种治疗方法大概需要10年以上才能进入临床试验。

来源：中科院中国生物技术网

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