長壽文章

細胞再生療法可安全逆轉小鼠的表觀遺傳衰老跡象

細胞再生療法可安全逆轉小鼠的表觀遺傳衰老跡象
  • 索爾克研究所的研究人員透過將中年和老年小鼠的細胞部分重置到更年輕的狀態,安全有效地逆轉了老化過程的跡象。

  • 老年人(或動物)的 DNA 上表現出不同的化學物質模式,這些化學物質被稱為表觀遺傳標記。 

  • 在衰老細胞中添加四種分子(Oct4、Sox2、Klf4 和 cMyc,也稱為「山中因子」)可將這些表觀遺傳標記重置為其原始的年輕模式。

  • 然而,山中因素先前曾表現出一些負面影響,例如致癌。 

  • 在這項研究中,小鼠接受山中因子長達 10 個月(相當於人類約 35 年),沒有發現致癌、神經變化或血球改變的跡象。

  • 此外,山中小鼠的腎臟和皮膚表現出「更年輕」的表觀遺傳學。 僅在治療 7-10 個月的小鼠中觀察到了年輕化現象,而在僅治療 1 個月的小鼠中則沒有。 

這篇文章發佈在 eurekalert.org 上:

年齡可能只是一個數字,但這個數字往往會帶來不必要的副作用,從骨骼脆弱、肌肉無力到心血管疾病和癌症風險增加。 現在,索爾克研究所的科學家與羅氏集團成員基因泰克公司合作,證明他們可以透過將中老年小鼠的細胞部分重置到更年輕的狀態,安全有效地逆轉中老年小鼠的衰老過程。

「我們很高興能夠在整個生命週期中使用這種方法來減緩正常動物的衰老。 該技術對小鼠來說既安全又有效。” 胡安·卡洛斯·伊斯皮蘇阿·貝爾蒙特, 共同通訊作者,索爾克基因表現實驗室教授。 「除了解決與年齡相關的疾病外,這種方法還可以為生物醫學界提供一種新工具,透過改善不同疾病情況下的細胞功能和恢復能力來恢復組織和有機體健康。”

隨著生物體的衰老,改變的不僅是它們的外觀和健康狀況,它們本身也發生了變化。 他們體內的每個細胞都帶著記錄時間流逝的分子鐘。 與年輕人或動物相比,從老年人或動物身上分離出的細胞在其 DNA 上具有不同的化學物質模式(稱為表觀遺傳標記)。 科學家知道,在細胞中添加四種重編程分子(Oct4、Sox2、Klf4 和 cMyc,也稱為「山中因子」)的混合物可以將這些表觀遺傳標記重置為其原始模式。 從發育的角度來說,這種方法是研究人員將成體細胞轉變為幹細胞的方法。

2016 年,Izpisua Belmonte 的實驗室首次報告稱,他們可以利用山中因子 對抗老化跡象並延長壽命 患有過早衰老疾病的小鼠。 最近,研究小組發現,即使在年輕的小鼠中,山中因子也可以 加速肌肉再生。 根據這些初步觀察,其他科學家也使用相同的方法來改善其他組織的功能,如心臟、大腦和視神經,這些組織與視覺有關。

在這項新研究中,Izpisua Belmonte 和他的同事測試了健康動物老化過程中細胞再生方法的變化。 一組小鼠從 15 個月大到 22 個月大(大約相當於人類 50 歲到 70 歲)定期接受山中因子劑量。 另一組則接受 12 至 22 個月的治療,人類年齡約 35 至 70 歲。 第三組在 25 個月大時僅接受了 1 個月的治療,與人類 80 歲的年齡相似。

「我們真正想要確定的是,在更長的時間內使用這種方法是安全的,」索爾克科學家、這篇新論文的共同第一作者普拉迪普·雷迪(Pradeep Reddy) 說。 “事實上,我們沒有看到對這些動物的健康、行為或體重有任何負面影響。”

與對照動物相比,接受山中因子的小鼠沒有出現血球改變或神經系統變化。 此外,研究小組在任何一組動物中都沒有發現[致癌]。

當研究人員觀察接受治療的動物的正常老化跡象時,他們發現這些小鼠在許多方面與年輕動物相似。 在腎臟和皮膚中,接受治療的動物的表觀遺傳學與年輕動物的表觀遺傳學模式更相似。 當受傷時,接受治療的動物的皮膚細胞增殖能力更強,而且不太可能形成永久性疤痕——年老的動物通常會表現出更少的皮膚細胞增殖和更多的疤痕。 此外,接受治療的動物血液中的代謝分子沒有表現出正常的與年齡相關的變化。

在以山中因子治療 7 或 10 個月的動物中觀察到了這種年輕化現象,但僅治療 1 個月的動物卻沒有觀察到這種年輕化現象。 更重要的是,當在治療過程中對接受治療的動物進行分析時,效果尚未那麼明顯。 這表明治療不僅僅是暫停衰老,而是積極逆轉衰老——儘管需要更多的研究來區分兩者。

該團隊目前正在計劃未來的研究,以分析長期使用山中因子治療如何改變特定分子和基因。 他們也正在開發提供這些因素的新方法。

雷迪說:“最終,我們希望讓衰老細胞恢復彈性和功能,使它們對壓力、損傷和疾病具有更強的抵抗力。” “這項研究表明,至少在老鼠身上,有一條實現這一目標的道路。”

Belmonte 目前是 Altos Labs, Inc. 的研究所所長,同時也是索爾克研究所的教授。

其他作者包括 Mako Yamamoto、Isabel Guillen Guillen、Sanjeeb Sahu、Chao Wang、Yosu Luque、Javier Prieto、Lei Shi、Kensaku Shojima、Tomoaki Hishida 和 Salk 的 Concepcion Rodriguez Esteban; Genentech, Inc. 的 Kristen Browder、Zijuan Lai、Qingling Li、Feroza Choudhury、Weng Wong、Yuxin Liang、Dewakar Sangaraju、Wendy Sandoval、Michal Pawlak、Jason Vander Heiden 和 Heinrich Jasper; 加州大學洛杉磯分校的阿明‧哈加尼 (Amin Haghani) 和史蒂夫‧霍瓦斯 (Steve Horvath); Estrella Nuñez Delicado,穆爾西亞聖安東尼奧天主教大學; 和 Clínica CEMTRO 的 Pedro Guillen Garcia。

該研究得到穆爾西亞聖安東尼奧天主教大學 (UCAM) 和 Pedro Guillén 博士基金會的支持。

 



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