將成熟細胞“重置”為干細胞,衰老可能被逆轉
原標題:將成熟細胞“重置”為干細胞,衰老可能被逆轉
導讀:
“返老還童”是多少人夢寐以求的愿望,但你有沒有想過也許治療某些衰老問題的靈藥就在我們的身體里。
在電影《本杰明·巴頓奇事(又名:返老還童)》(The Curious Case of Benjamin Button)中,名為本杰明·巴頓的男主角出生時雖然是一個嬰兒的身軀,卻是一副八十歲老人的模樣,被當作怪物遺棄在養老院,但奇妙的是,他具有逆行生長的生理特性,越活越年輕,最后以嬰兒的形態死去。
圖源/電影《返老還童》劇照
雖然時間在一個人身上倒流的情節是虛構的,但在美國加利福尼亞州的索爾克研究所,科學家們發現了類似逆轉衰老的過程。通過操縱細胞的某些基因,研究人員成功地將完全成熟的“老化的”細胞“重置”為“年輕的”干細胞。
01 存在不朽的生命體嗎?
盡管電影情節是虛構的,但自然界確實存在著一些能夠跨越壽命限制的生物。
比如渦蟲、水螅和海星,是目前已發現的最接近不朽的生物。它們體內擁有大量的干細胞,可以不斷分化,以取代受損或老化的細胞。
圖源網絡/水螅蟲
因此,在人類身上,干細胞的確有可能分化并取代衰老細胞,最終實現“返老還童”。
02 什么是干細胞?
干細胞(stemcell)的“干”,譯自英文“stem”,意為“莖干”、“干”和“起源”。這是一類具有自我復制和多向分化能力的細胞。在一定條件下,它們分化成多種不同類型的細胞,并發育成血液、腦、骨骼和人體各種器官組織,最終組成了我們的身體。
圖源網絡/胚胎干細胞的分化途徑
如果我們想讓身體變年輕,那么我們需要使身體的單個細胞變得“年輕”。也就是說,我們需要干細胞不斷再生并形成新的、更年輕的細胞,替代原本衰老的細胞。
但隨著年齡的增長,我們體內的干細胞數量、活性正不斷下降。
如今越來越多人意識到我們需要更多的年輕健康的干細胞。于是很多人在自己年輕健康的時候或者在自己的寶寶剛出生的時候就將珍貴的干細胞資源儲存起來,以備日后的不時之需。
03 分化細胞實現了向干細胞的體外“逆轉化”
在2006年以前,干細胞向分化細胞的轉化是一條單行道。但日本科學家山中伸彌利用轉錄因子創造奇跡。
他借助“山中因子”(包括Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc共4種因子,又稱“OSKM”),將完全成熟的已分化細胞(成年小白鼠的成纖維細胞)轉變為誘導多能性干細胞(iPSC)。
圖源網絡/iPSC細胞的原理
這些經過人工重新編程的干細胞與胚胎干細胞具有幾乎相同的能力,理論上可以分化成任何細胞類型,發育為成體的任何器官、組織。
在誘導過程中,成熟的特定細胞本質上就實現了“逆轉衰老”,轉變成為“更年輕的”干細胞。
這對于再生醫學和組織工程而言具有非常重要的參考意義,它向我們展示了人類細胞再生的潛力。
04 體內的衰老細胞能否重新變得年輕和健康?
誘導性多能干細胞(iPSC)會不斷繁殖,因此直接將其引入衰老生物的體內可能會對健康產生不利影響。
來自索爾克研究所的科學家們推測,體內細胞重編程也許能使年老的生物變得年輕。唯一的瓶頸在于,盡管細胞再生在實驗室中操作起來很簡單,但在整個生物體內部,可能就會有完全不同的表現。
他們在早老癥(一種過早衰老的疾病)的小鼠模型身上做了實驗。(點擊藍字查看《“返老還童”或成真,細胞重編程老鼠表觀遺傳年齡顯著降低!》)
通過在早老癥小鼠中短期誘導Oct4、Sox-2和Klf4 基因(c-Myc,也就是OSKM中的M,被公認為是導致腫瘤出現的罪魁禍首。于是,他們刻意避開了這個導致腫瘤的因子),結果發現,表達OSK基因的小鼠比對照組小鼠更年輕,心血管和肺功能也得到改善,壽命延長了30%。
換言之,衰老小鼠的生活質量通過細胞重編程得到了改善。
雖然這些在小鼠身上進行的研究還不能直接套在人類身上,但科學家們已經邁出了第一步,逆轉衰老的前景逐漸變得清晰起來。
結語
借用索爾克研究所負責這次研究的 Juan Carlos Izpisua Belmonte 教授的一句話:
人體有極強的可塑性,通過不斷的調整,衰老可能被逆轉。
未來有一天,或許能讓我們把時鐘倒轉,使老年人的衰老器官恢復活力,或是治療某些由基因、環境等因素導致的身體早衰。
當然,“逆轉衰老”并不意味著能讓一個60歲的人打一針就重返20歲,而是讓一個60歲的人在身體功能方面感覺像20歲的人一樣健康,擁有更高的生活質量。返回搜狐,查看更多
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