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在人類歷史上，攻克衰老是一項世界性難題，在古代，帝王們癡迷長生不老之術，在醫(yī)學高度發(fā)達的今天，返老還童、長生不老或許有了一線轉機！

2020年3月24日，斯坦福大學的研究人員在國際頂尖期刊《Nature Communications》在線發(fā)表了一篇名為“Transient non-integrative expression of nuclear reprogramming factors promotes multifaceted amelioration of aging in human cells”的研究論文。

這項最新研究發(fā)現(xiàn)，在對涉及胚胎發(fā)育的一組蛋白質進行短暫誘導表達后，衰老的人類細胞會恢復到年輕狀態(tài)。

神奇的Yamanaka因子

研究人員發(fā)現(xiàn)，如果將衰老小鼠體內(nèi)的肌肉干細胞進行蛋白質修復后，再將其重新移植回小鼠體內(nèi)，衰老小鼠竟然恢復了青春活力！

這種蛋白質被稱為Yamanaka因子，科學家們通常使用該因子轉化成年細胞為誘導多能干細胞（iPS細胞）。注：iPS細胞幾乎可以變成體內(nèi)的任何類型的細胞，無論它們起源于什么細胞。

在實驗室培養(yǎng)皿中，研究人員成功誘導衰老細胞短暫表達Yamanaka因子，結果顯示，許多衰老的細胞分子特征已經(jīng)逆轉，甚至與年輕細胞幾乎沒有區(qū)別。

婦產(chǎn)科助理教授、Vittorio Sebastiano博士說道，“ iPS細胞是由成年細胞制成的，它們既年輕又多能，學者們一直想知道是否有可能在不改變多能性的情況下逆轉回年輕狀態(tài)?！?/p>

研究合著者、斯坦福大學生物學中心主任Thomas Rando認為，“早年的研究已經(jīng)表明，系統(tǒng)性因素可以使舊組織年輕化，隨后，我們提出了使用重編程因子使細胞和組織恢復活力的概念，并且看到這種方法在實驗中成功?！?/p>

擦拭DNA分子標簽

通過將成年細胞反復暴露于一組對早期胚胎發(fā)育至關重要的蛋白質中，實驗人員制造出了iPS細胞。期間，成年細胞中每天都會被注射RNA信息，這些RNA信息編碼了Yamanaka蛋白。隨著時間的流逝，這些蛋白質會逆轉成年細胞的命運，使其逆轉為年輕的胚胎細胞。

在此過程中，成年細胞恢復了年輕狀態(tài)，這種神奇的轉變是通過擦拭DNA分子標簽來實現(xiàn)的，這些分子標簽不僅可以區(qū)分皮膚細胞和心肌細胞，還可以區(qū)分其他與年齡相關的標簽。

2006年，薩爾克生物學研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，如果在過早衰老的小鼠中表達Yamanaka因子，則會將它們的壽命延長約20％，但是還不知道是否適用于人類。

對此，科學家們設計了一種方法，利用“信使RNA”在人的皮膚和血管細胞中短暫表達這些重編程因子。因為信使RNA在細胞中可以迅速降解，所以信號的持續(xù)時間能夠被嚴格控制。

如下圖所示，研究人員比較了處理后的老年人細胞（Treated aged）、對照細胞（Untreated aged）以及年輕人細胞（Young）之間的基因表達模式的差別。他們發(fā)現(xiàn)，如果使用重編程因子處理老年人細胞，僅四天后就會表現(xiàn)出逆轉年輕的跡象。

另外，當分析衰老相關的化學標簽時，結果表明，處理后細胞平均比正常細胞年輕了約1.5至3.5歲，其峰值分別為3.5歲（皮膚細胞）和7.5歲（血管內(nèi)細胞）。

比較細胞衰老標志

接下來，研究人員仔細分析了這些細胞的衰老標志，包括感知營養(yǎng)、代謝物和細胞垃圾等。結果發(fā)現(xiàn)，就處理過的細胞而言，這些衰老標志已經(jīng)消失。

此外，如下圖所示，如果將經(jīng)過治療的肌肉干細胞移植回衰老小鼠后，更神奇的事情發(fā)生了，衰老小鼠恢復了年輕小鼠的肌肉力量！

最后，研究人員還發(fā)現(xiàn)，將骨關節(jié)炎細胞短暫暴露于重編程因子中，炎癥分子會減少分泌，其細胞分裂功能也會得到提高，該方法或許可以用于治療關節(jié)炎，如下圖所示。

目前，研究人員正在優(yōu)化使人體細胞恢復活力所需的重編程蛋白質組合，為了證明蛋白質組合的安全性，實驗室中必須對其經(jīng)過嚴格測試。

參考文獻

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15174-3.pdf

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原標題：《《自然·通訊》最新發(fā)現(xiàn)：衰老細胞可以恢復年輕狀態(tài)！》

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