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延伸拓展
詳情介紹:聽說掃地機器人也能讓人減緩衰老?
上到帝王將相入海求仙的軼事,下至平民百姓不老嫦娥的神話,從古至今,人們從未停止追逐長生不老的夢?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進步延長了人類的壽命,但衰老依然總在發(fā)生。我們知道衰老可能帶來什么,卻仍不清楚到底是什么帶來了衰老。DNA損傷的累積,活性氧的增多,端粒的縮短……一代代科學(xué)家從青年探索到垂暮,只為找到更多推動衰老發(fā)生的“元兇”。
前不久,美國加州索爾克研究所的胡安?巴爾蒙蒂(Juan Carlos Izpisua Belmonte)團隊在對衰老機制的探索取得了驚人的成果——他們不但設(shè)法減輕了早衰癥小鼠的衰老跡象,還成功延長這些小鼠的壽命。研究結(jié)果[1]發(fā)表在了《細(xì)胞》雜志上。
讓衰老的細(xì)胞變“年輕”
每一個人類都由一個受精卵發(fā)育而來。在長達十個月的發(fā)育過程中,這顆受精卵會不斷地分裂和分化,最終產(chǎn)生一個具有完整生理結(jié)構(gòu)的個體。在相當(dāng)長的一段時間內(nèi),科學(xué)家認(rèn)為這樣的過程是不可逆的,細(xì)胞仿佛只能遵循著某種編好的程序,經(jīng)歷從干細(xì)胞到已分化細(xì)胞的過程——具有全能性的受精卵可以轉(zhuǎn)變*們的皮膚、骨骼、神經(jīng)、器官和毛發(fā),但你卻不能利用這些已經(jīng)分化的組織再現(xiàn)一個具有分化潛能的細(xì)胞。
后來,日本科學(xué)家山中伸彌團隊的研究顛覆了人們的認(rèn)識:他們發(fā)現(xiàn),在已分化細(xì)胞中誘導(dǎo)特定轉(zhuǎn)錄因子的表達,可以恢復(fù)這些細(xì)胞的多能性。也就是說,這些細(xì)胞可以被“重編程”回類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)[2]。山中伸彌因這一發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾獎,而那些能夠用來產(chǎn)生干細(xì)胞的四種因子——Oct4,Sox2,Klf4,和c-Myc(OSKM),也被命名為“山中因子”(Yamanaka factor)。
向已分化的細(xì)胞(Differentiated cells)里引入四種轉(zhuǎn)錄因子(Oct4,Sox2,Klf4和Myc),能夠?qū)?xì)胞進行“重編程”,最終得到誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(iPS cells)。誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞具有類似胚胎干細(xì)胞的能力,能夠分化為多種不同類型的細(xì)胞。
后來的研究表明,通過調(diào)控山中因子在細(xì)胞中的表達,人們能夠?qū)?xì)胞進行不同程度的重編程。而在體外,細(xì)胞中那些與衰老相關(guān)的表現(xiàn),也能夠靠重編程來減輕[4]。這些發(fā)現(xiàn)給了巴爾蒙蒂靈感:用重編程回調(diào)已分化細(xì)胞的“年紀(jì)”可能促進組織再生,那么如果將類似的技術(shù)應(yīng)用于體內(nèi),或許可以幫助我們?nèi)藶榈匮泳徴麄€生物個體的衰老。
為了驗證自己的假設(shè),巴爾蒙蒂選用了早衰癥(Hutchinson-Gilford Progeria syndrome)的小鼠模型進行實驗?;加性缢グY的人類很早就會出現(xiàn)衰老癥狀,壽命往往只有十幾歲。類似地,早衰癥小鼠模型也會在幼年期就表現(xiàn)出衰老跡象,比如體重減輕和多種臟器的老化,壽命也會相應(yīng)縮短。
巴爾蒙蒂的研究團隊先從早衰小鼠身上分離出細(xì)胞做體外培養(yǎng)。借助基因工程,他們能夠使用藥物短時誘導(dǎo)“山中因子”表達,從而對這些細(xì)胞進行重編程。他們發(fā)現(xiàn),相比于對照組細(xì)胞,經(jīng)歷重編程的細(xì)胞中與衰老相關(guān)的癥狀有了顯著的改觀。隨后,他們又對年齡較大的野生型小鼠的細(xì)胞以及人類細(xì)胞進行相同的實驗,得到了一致的結(jié)果。這證明,對細(xì)胞進行“重啟”可能是逆轉(zhuǎn)衰老的可行之道。早衰癥小鼠體內(nèi)的Lmna基因發(fā)生突變,“早衰蛋白”(progerin)大量積累,促使小鼠過早地衰老。這些蛋白的積累會造成細(xì)胞核膜結(jié)構(gòu)異常(起泡,如白色箭頭所示),而在細(xì)胞中誘導(dǎo)表達山中因子(以O(shè)ct4為指標(biāo),綠色)2~4天能夠顯著減輕核膜異常的情況。
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