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重大突破：研究人員用干細胞基因使衰老小鼠“返老還童”
閱讀：813 發(fā)布時間：2016-12-20
干細胞可以產(chǎn)生其他類型的身體細胞，但它們還有一個驚人的能力——保持年輕?，F(xiàn)在，研究人員已經(jīng)利用這種能力來延長小鼠的壽命，并修復了它們的一些組織，相關研究結果發(fā)表在12月15日的《Cell》雜志。雖然這種方法在人類身上不起作用，但這可能帶來某種方法，在我們變老的時候，使我們的身體保持活力。
斯坦福大學醫(yī)學院的基因組科學家Howard Chang沒有參與這項研究，但是他說：“這是一項精彩的研究成果。這項研究強調(diào)了一個觀念，即衰老不僅僅是一個被動過程，我們可以通過干預改變這個結果。”
像我們的頭發(fā)和皮膚一樣，我們的染色體顯示著我們的年齡。染色體攜帶分子附件，稱為表觀遺傳標記，可幫助控制緊密的DNA如何盤繞，以及活性基因是如何被激活的。隨著年齡的增長，這些標記會發(fā)生變化，可能會弄亂使我們細胞保持工作的協(xié)調(diào)的基因活性模式。
然而，表觀遺傳修飾并不是*的。通過打開幾個通常只在胚胎中活躍的基因，研究人員可以“重編程”成年體細胞轉化為干細胞。該過程使表觀遺傳標記返回到它們的“青春設置”，使甚至老年的細胞“返老還童”。在2011年的一項研究中，科學家們在實驗室重編程了來自101歲老人的細胞，重置了他們的表觀遺傳標記，并調(diào)整了他們的新陳代謝。但是，這種染色體重新啟動能在實驗室培養(yǎng)皿以外提供類似的好處嗎？
為了弄清這一點，索爾克研究所的發(fā)育生物學家Juan Carlos Izpisú Belmonte和他的同事，在實驗室中對小鼠進行了轉基因修飾，使其通過打開四個關鍵基因來響應抗生素強力霉素，可以將成人細胞轉化為干細胞。研究人員在表現(xiàn)哈欽森吉爾福德早衰綜合癥（HGPS，一種罕見的遺傳疾病，像過早老化）的突變小鼠中嘗試了他們的方法。HGPS兒童具有老年人*的健康問題，如骨質(zhì)疏松和動脈粥樣硬化，他們通常在十幾歲死于心臟病或中風。
給動物服用強力霉素可降低一些年老跡象，包括皮膚變薄。這也延緩了動物腎臟和脾臟的惡化，并使它們的心跳保持在輕快的步伐。另外，研究人員報道稱，打開干細胞基因，可使突變小鼠的壽命延長了三分之一以上。
隨著我們變老，我們替換死亡或受傷細胞的能力下降。為了確定激活干細胞基因是否能恢復這種能力，研究人員測試了健康的中年小鼠，它們胰島素的β細胞被去除。打開干細胞基因，可增強嚙齒類動物替換丟失的β細胞的能力。Izpisúa Belmonte和他的同事還測試了一組不同的中年小鼠如何可以修復肌肉損傷。如果干細胞基因是活躍的，這些動物可以更好地修復注射眼鏡蛇毒所造成的肌肉損傷。Izpisúa Belmonte說：“我們認為，細胞重編程能夠將舊的表觀遺傳程序轉換為一個年輕的程序，從而減緩衰老過程。”
但是，篡改表觀標記可能是有代價的。以往的研究發(fā)現(xiàn)，在成年小鼠中打開干細胞基因能導致癌癥或畸胎瘤，有時萌牙或頭發(fā)異常生長。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以通過給小鼠少劑量的強力霉素，而預防腫瘤、畸胎瘤。
Cedars-Sinai醫(yī)學中心的再生生物學家Clive Svendsen沒有參與這項研究，但是他指出：“我認為，這是‘部分重編程可以使某些組織變年輕’的一個概念證明。”但他說，他希望看到證據(jù)表明，重置表觀遺傳標記可增加健康動物的壽命，并且它在身體的某些部位起作用，如中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在那里細胞替代是有限的。“誰想擁有一顆年輕的心但卻有一顆老腦袋呢？”