人类“返老还童”不是梦?重新编码干细胞或逆转衰老

发表时间 2018-03-13 00:00:00
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  据国外媒体报道,斯坦福大学研究生殖科学的研究教授维托里奥·塞巴斯蒂亚诺(Vittorio Sebastiano)的部分工作就是照顾几百万个干细胞。这些干细胞存放在斯坦福大学的洛利·罗凯干细胞研究大楼(美国最大的干细胞研究机构之一)深处,塞巴斯蒂亚诺负责维持它们的温度和湿度。在他周围还有众多研究人员,每个人都有自己的目标。

  塞巴斯蒂亚诺的研究项目则充满野心:他希望逆转人类的衰老。干细胞是一类充满潜力的细胞。它们能对自己进行重编码,分化成具有各种功能的细胞,并在早期发育中扮演着至关重要的角色。这种功能性重编程过程通常伴随着某种年龄重置,从0开始。塞巴斯蒂亚诺认为,如果能够将这些不同类型的重编程过程分离出来,他就能建立一种全新的抗衰老疗法。近日,塞巴斯蒂亚诺接受了Nautilus网站的采访,阐述了自己的研究愿景。

   你在衰老研究上的工作会带来哪些影响?

  我正在研究是否能将细胞的功能性重编程过程从细胞衰老重编程过程中分离出来。通常情况下,这两个过程是同时发生的。我的假设是,我们可以在不改变细胞功能的前提下诱导细胞“返老还童”。如果能够做到这点,那我们就可以开始思考拖住衰老的方法了。

  功能性重编程和衰老重编程之间有什么不同?

  一个皮肤细胞的功能就是表达特定的蛋白质,比如角蛋白,起到保护皮肤的作用。一个肝细胞的功能就是进行代谢。这些都是细胞的特异性功能。重编程这些功能意味着你得到的不是一个肝细胞,而是另一个具有完全不同功能的细胞。另一方面,衰老只能用来评价细胞的有用程度,而这主要是一个表观遗传过程。一个新的角质形成细胞比老的角质形成细胞年轻,但它还是一个角质形成细胞。令人惊奇的是,如果你把一个完全用于某种功能的衰老细胞的细胞核移植到一个未成熟的卵细胞(称为卵母细胞)中,你就能得到一个多能胚胎细胞,意味着它能变成身体的其他任何细胞类型。与此同时,你还能将这个细胞恢复到尽可能小的年龄。这实在太令我震撼了。

   如何在实验室中制造一个多能细胞?

  以往的研究中,从非多能细胞诱导多能细胞的方法就是我刚刚所描述的,即所谓的“体细胞核移植”(somatic cell nuclear transfer,简称SCNT)方法。将一个非多能细胞,比如一个肝细胞或成纤维细胞或其他任何细胞,将它的细胞核分离出来,然后移植到一个事先取出细胞核的卵母细胞中。这就产生一个重组胚胎,它的细胞质是原先卵细胞的细胞质,它的细胞核是你分离出来的细胞核。这个卵细胞具有不可思议的能力,能将细胞核重编程为类似胚胎的状态。由于胚胎细胞天生具有多能编程的能力,因此如果将这个胚胎放入培养皿中,你就能建立多能干细胞系。日本研究者山中伸弥在2012年获得诺贝尔生理学和医学奖,他展示了另一项技术,即诱导性多能干细胞(Induced pluripotent stem cell,简称iPS细胞)。该技术是这样的,如果你能对一个非多能细胞内的4种转录因子基因进行几个星期的诱导,就能获得一个获得类似胚胎干细胞的多能干细胞。这些转录因子以某种方式清除了细胞的表观遗传记忆,使它们变得年轻。

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