在干細胞基因的激活下，老年老鼠看起來更年輕

干細胞可以變成其他類型的體細胞，但它們還有另外一種神奇的功能——它們不會衰老。研究人員現(xiàn)在可以通過控制干細胞的這種能力，延長老鼠壽命，并翻新它們的一些身體組織。盡管這種方法不能用在人類身上，但是有可能讓人們找到保持身體活力的辦法。

“這項研究做得非常漂亮。”與此項研究無關(guān)的加州斯坦福大學(xué)Palo Alto醫(yī)學(xué)院基因組科學(xué)家Howard Chang說。他還說，此項研究加強了人們的這種信念，即“衰老不只是一個被動的過程。我們可以進行干預(yù)，從而改變結(jié)果。”

像我們的頭發(fā)和皮膚一樣，我們的染色體會顯示我們的年齡。染色體攜帶著被稱為外基因標(biāo)記（epigenetic marks）的分子附著物，以幫助控制DNA卷繞的緊密度以及基因的活躍度。當(dāng)我們變老時，這些標(biāo)記物的排列發(fā)生變化，這有可能使維持我們細胞工作的精確協(xié)調(diào)的基因活動模式出錯。

然而，外基因轉(zhuǎn)變（Epigenetic modifications）不是永久性的。通過開啟一些通常只在胚胎中才具有活性的基因，研究人員可以讓成年體細胞“重新編碼”（reprogram）為干細胞。這個過程重新將外基因標(biāo)記調(diào)回其年輕時的設(shè)定，并使年老的細胞看起來返老還童了。在2011年的一項研究中，科學(xué)家們重新設(shè)定外基因標(biāo)記并調(diào)整新陳代謝，在實驗室里將一位101歲老人的細胞重新編碼。但這種染色體重啟能否超越細胞層面，而做到相似的良好效果？

為了回答這個問題，加州圣迭戈Salk生物學(xué)研究所（Salk Institute for Biological Studies）發(fā)育生物學(xué)家Juan Carlos Izpisúa Belmonte及其同事對老鼠進行了轉(zhuǎn)基因操作，并通過給老鼠服用抗生素多西環(huán)素（doxycycline），在實驗室里開啟4個關(guān)鍵基因；而開啟這4個基因可以將成年細胞變?yōu)楦杉毎�。這些研究人員在一些患有罕見的哈欽森吉爾福德早衰綜合征（Hutchinson-Guilford progeria syndrome，HGPS）的基因突變老鼠身上嘗試了他們的方法。有HGPS綜合征的兒童會患上老年人的常見病，如骨弱癥和動脈粥樣硬化，并常常在十多歲的時候死于心臟病或中風(fēng)。

讓這些老鼠服用多西環(huán)素后，如皮膚變薄等一些衰老的特征減緩了。這還延遲了試驗動物腎和脾的功能惡化，心跳也變得更有活力了。另外，開啟干細胞基因還使這些變異老鼠壽命延長超過1/3，研究人員今天在《細胞》期刊（Cell）的在線報道上稱。

隨著年齡的增長，我們的身體替換死細胞或受傷細胞的能力會下降。為了弄清楚激活干細胞基因能否恢復(fù)這種能力，研究人員在去掉了制造胰島素的β細胞的健康中年老鼠身上進行了測試。開啟干細胞基因提高了這些老鼠修復(fù)其β細胞的能力。Izpisúa Belmonte及其同事還測試了另外一組中年老鼠修復(fù)肌肉損傷的能力。在干細胞基因被激活的情況下，這些老鼠修復(fù)眼鏡蛇毒注射造成的肌肉損傷的能力得到提高。“我們相信細胞重新編碼有能力將年老的編碼轉(zhuǎn)變?yōu)槟贻p的編碼，從而減慢衰老過程。”Izpisúa Belmonte說。

然而篡改外基因標(biāo)記有可能會付出代價。較早的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，啟動成年老鼠的干細胞基因有可能導(dǎo)致癌癥或畸胎瘤——這種畸形生長有時會導(dǎo)致牙齒或頭發(fā)分叉。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，減少老鼠服用多西環(huán)素的劑量，有可能防治腫瘤和畸胎瘤的發(fā)生。

“我認為這對于部分重新編碼可以使一些身體組織返老還童，是一種概念的證明（proof of concept）。”未參與到此項研究的加州洛杉磯Cedars-Sinai醫(yī)療中心再生生物學(xué)家Clive Svendsen說。但他說他想看到重設(shè)外基因標(biāo)記可以延長健康動物壽命、以及這種方法對身體其他部位如細胞較難替換的中樞神經(jīng)系統(tǒng)也起作用的證據(jù)。“誰愿意有一顆年輕的心臟，卻有一個衰老的大腦？”

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