年轻化突破:科学家在人体细胞中逆转了60年的衰老
德国的科学家们发现了一种显著逆转人类细胞分子年龄的方法,将一位80岁老人的血细胞转化为具有少于20岁年龄特征的干细胞。波恩大学医院和波恩大学的研究人员通过将未成熟的红细胞重新编程为神经干细胞,实现了这一显著转变,这些神经干细胞最终可以发展成脑细胞。在这一过程中,与衰老相关的分子标记被有效重置,使这些细胞在分子水平上变得比之前年轻超过60年。与早期的方法不同,这种年轻化是逐渐发生的,使科学家能够在较长时间内跟踪变化。这个较慢的过程可能为细胞衰老如何逆转提供重要线索,并可能帮助研究人员探索与衰老有关的疾病治疗方案。研究结果发表在《衰老细胞》期刊上。科学家如何将血细胞转化为脑干细胞人类身体包含数百种专门化细胞类型,所有细胞都源自一个受精卵,并携带基本相同的遗传指令。然而,随着细胞的发展,它们承担特定的角色。在正常情况下,皮肤细胞无法转变为肝细胞,血细胞也不能变为神经细胞。现代实验室技术使克服这些生物限制成为可能。科学家们现在可以重新编程某些成熟细胞以采用完全不同的身份。例如,皮肤细胞可以转化为能够生成神经组织的细胞,这种方法最终可能有助于治疗神经退行性疾病。这一过程依赖于称为转录因子的蛋白质组合,转录因子调节基因激活的方式。通过改变细胞遵循的遗传指令,这些蛋白质可以重新引导其发展,并赋予其新的细胞身份。波恩大学医院重建神经生物学研究所所长奥利弗·布鲁斯特教授解释说:“利用这种方法,我们已经直接将红细胞前体转化为神经干细胞。”波恩团队之前的实验已经表明,通过这种方法生成的神经细胞在移植到小鼠的大脑后可以成功与现有的神经元连接。科学家逆转超过60年的细胞衰老最新的研究集中在细胞重新编程的一个特别引人注目的结果:分子衰老的显著逆转。“但是,在我们当前的研究中,我们专注于一个不同的现象:即观察到细胞在重编程过程中显著年轻化,”布鲁斯特强调,他也是波恩大学跨学科研究领域(TRA)生命与健康的成员。为确定细胞复原的程度,研究人员检查了其分子时钟,特别是称为表观遗传时钟的生物标记。这些时钟通过分析随着生物体老化而积累或变化的DNA化学修饰来估计细胞的生物年龄。重要的是,这些修饰不会改变DNA的序列本身。相反,它们影响某些遗传指令的使用频率(表观遗传学)。由于这些模式随着年龄的增长而可以预测地变化,科学家们可以利用它们来估算细胞在分子层面上的年龄。结果令人震惊。经过重新编程,从一位80岁个体提取的细胞表现出对应于小于20岁年龄的分子年龄特征。换句话说,该过程逆转了超过六十年的细胞衰老。“我们还知道,这种表观遗传年轻化能确保细胞实际上像年轻细胞一样表现,”科学家表示。较慢的年轻化过程揭示新线索科学家们之前已经观察到,重新编程细胞可以重置其生物年龄。然而,早期证明这一效果的实验涉及一个更复杂的过程,需要两个不同的阶段。首先,研究人员会将现有的细胞(例如血细胞)转化为多能干细胞。这些多能干细胞具有几乎无限的发育“职业路径”,因为它们可以产生身体内许多不同类型的细胞。然后,这些多能干细胞会被引导转变为神经干细胞,该细胞更具特化性,能够产生神经系统中的细胞。这种传统方法相对快速地产生年轻化,因此很难检查发生的所有变化。波恩研究人员则完全跳过了多能阶段。布鲁斯特说:“相反,我们直接将血细胞转化为神经干细胞——也就是说,没有先经过多能细胞阶段。”他说:“在我们的方法中,年轻化逐渐发生,可以跟踪超过100天。”研究人员...
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