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重大突破：研究人員用干細(xì)胞基因使衰老小鼠“返老還童”
閱讀：790 發(fā)布時間：2016-12-20
干細(xì)胞可以產(chǎn)生其他類型的身體細(xì)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(fù)了它們的一些組織,，相關(guān)研究結(jié)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(xué)醫(yī)學(xué)院的基因組科學(xué)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(qiáng)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(yù)改變這個結(jié)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(biāo)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(biāo)記會發(fā)生變化,，可能會弄亂使我們細(xì)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(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞。該過程使表觀遺傳標(biāo)記返回到它們的“青春設(shè)置”,，使甚至老年的細(xì)胞“返老還童”,。在2011年的一項研究中，科學(xué)家們在實驗室重編程了來自101歲老人的細(xì)胞,，重置了他們的表觀遺傳標(biāo)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(xué)家Juan Carlos Izpisú Belmonte和他的同事,，在實驗室中對小鼠進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因修飾,，使其通過打開四個關(guān)鍵基因來響應(yīng)抗生素強(qiáng)力霉素，可以將成人細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)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(fēng),。
給動物服用強(qiáng)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(xì)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(xì)胞的能力下降,。為了確定激活干細(xì)胞基因是否能恢復(fù)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(xì)胞被去除,。打開干細(xì)胞基因，可增強(qiáng)嚙齒類動物替換丟失的β細(xì)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(fù)肌肉損傷,。如果干細(xì)胞基因是活躍的，這些動物可以更好地修復(fù)注射眼鏡蛇毒所造成的肌肉損傷,。Izpisúa Belmonte說：“我們認(rèn)為,，細(xì)胞重編程能夠?qū)⑴f的表觀遺傳程序轉(zhuǎn)換為一個年輕的程序,，從而減緩衰老過程。”
但是,，篡改表觀標(biāo)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(xì)胞基因能導(dǎo)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(qiáng)力霉素,，而預(yù)防腫瘤、畸胎瘤,。
Cedars-Sinai醫(yī)學(xué)中心的再生生物學(xué)家Clive Svendsen沒有參與這項研究,，但是他指出：“我認(rèn)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(biāo)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(xì)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,？”