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干細胞立功了!這群科學家找到了重煥青春的方法?

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摘要:本周,干細胞療法新銳公司BlueRock Therapeutics獲得2.25億美元投資的新聞無疑是業內最受關注的焦點之一。而在今日,知名學術期刊《細胞》上的一篇論文則再次讓火熱的干細胞領域升溫——來自Salk研究所的科學家們發現,利用干細胞誘導技術,衰老的小鼠竟能重煥青春!說到干細胞誘導技術,就不得不提山中伸彌教授。這位干細胞研究領域的先驅者之一在2006年,與他的博士生高橋和利一道,闡明了誘導

本周,干細胞療法新銳公司BlueRock Therapeutics獲得2.25億美元投資的新聞無疑是業內最受關注的焦點之一。而在今日,知名學術期刊《細胞》上的一篇論文則再次讓火熱的干細胞領域升溫——來自Salk研究所的科學家們發現,利用干細胞誘導技術,衰老的小鼠竟能重煥青春!

說到干細胞誘導技術,就不得不提山中伸彌教授。這位干細胞研究領域的先驅者之一在2006年,與他的博士生高橋和利一道,闡明了誘導多能干細胞的方法。他們發現,只需要提供Myc、Oct3/4、Sox2與 Klf4四個轉錄因子,就足以讓成熟細胞穿越“時光隧道”,變回胚胎干細胞。這些干細胞能在醫學上得到極大的應用,山中伸彌教授也因此分享了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。

干細胞立功了!這群科學家找到了重煥青春的方法?

▲干細胞領域先驅者之一山中伸彌教授帶來的技術,有望讓科學家們帶來返老還童的秘方(圖片來源:WSJ)

Juan Carlos Izpisua Belmonte教授是加州Salk研究所的一名教授。在詳細分析了山中伸彌教授的方法后,他的腦中誕生了一個奇妙的想法——如果成熟細胞在這四個轉錄因子的作用下,能夠變回最初干細胞的模樣,那么倘若我們降低這幾個轉錄因子的濃度,是否就能把時鐘稍微往回撥上幾年,讓細胞變成幾年前的樣子呢?如果可以,這是否意味著生物就能返老還童,變得年輕呢?

為了回答這個問題,科學家們設計了一系列的實驗。首先,他們分離出了小鼠和人類的細胞,并依照他們的想法進行了嘗試。實驗結果好得驚人——無論是DNA損傷,還是細胞器的缺陷,這些細胞衰老的標記在這四個轉錄因子的作用下,都出現了顯著的減少。換句話說,在體外的細胞實驗中,這個思路得到了很好的驗證。

“它有潛力改變衰老的進程。”本篇論文的作者們在文章中寫道。

干細胞立功了!這群科學家找到了重煥青春的方法?

▲Juan Carlos Izpisua Belmonte教授與他的研究團隊做出了突破性的發現(圖片來源:Salk)

然而體外實驗只是說明了這一想法的可行性,并不意味著它能在動物體內起到同樣的效果。為了證明這一方法的潛力,研究人員們又進一步進行了動物實驗。他們用基因改造的方法,獲取了一批出現早衰的小鼠。這些小鼠衰老得特別快。用人類的年齡做比,它們的實際年齡還在嬰兒期時,生理年齡就已經和70歲的老年人一樣。

在這些早衰的小鼠中,研究人員注射入了這四種能夠誘導干細胞產生的轉錄因子,并熱切地期盼著實驗結果。幾個月后,奇跡發生了。接受注射的小鼠平均壽命從18周延長到了24周,足足延長了三分之一。這些小鼠的脾臟、皮膚、腎臟、血管和胃部無論從外觀,還是從功能上看,都變得更為年輕。這些器官也能夠重新產生新的細胞,進行自我更新。

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▲小鼠的多項生理指標都出現了“返老還童”(圖片來源:《細胞》)

此外,在正常衰老的小鼠中,這四個轉錄因子也同樣起到了返老還童的作用——它們的肌肉能夠再次自我更新,胰臟細胞也和年輕小鼠表現相近。

通過對這些“返老還童”細胞的研究,科學家們發現許多表觀生物學層面上的印記出現了顯著的改變。他們相信,這四個轉錄因子通過預防這些分子層面上的變化,延緩了衰老的進程。

麻省理工學院(MIT)的Lenny Guarente教授是一位知名的衰老研究人員,他對這項研究贊譽有加,并認為它“太不可思議了”。與此同時,他也表現出了謹慎的樂觀,并強調這個全新的概念需要進一步的驗證。“這四個分子能在系統層面影響成年動物的衰老,這非常引人注目,”Guarente教授說:“如果這個發現的確是真實的,那它無疑將會是個突破。”

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▲衰老領域知名科學家Lenny Guarente教授認為這項研究有望成為突破(圖片來源:MIT)

盡管在小鼠實驗中取得了令人贊嘆的結果,這項研究離讓人類延年益壽還有一定的距離。研究人員們發現,這四個轉錄因子的濃度直至關重要。先前的研究表明,倘若濃度過高,它們就會在生物體內引發大量腫瘤的產生。想要在人體上進行試驗,我們還需要更多的研究。

“我能預見將來用化合物來誘導細胞重編輯,讓人類組織和器官重煥青春的這一幕,” Izpisua Belmonte教授說:“涂抹也好,注射也好,這些分子能夠讓皮膚、肌肉或骨骼變得年輕。我相信它們有望在10年內進入人體試驗。”(生物谷Bioon.com)

參考資料:
[1] Fountain-of-youth molecules make mice young again, extending their lives
[2] In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming
[3] Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors

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