長壽文章

目前流行的表觀遺傳重編程治療老化

目前流行的表觀遺傳重編程治療老化

目前,相當多的研究團隊正在研究迫使體內大量細胞採用更年輕的表觀遺傳特徵的方法。 這項研究的大部分是誘導多能性發現的產物,誘導多能性是將任何細胞重新編程為多能幹細胞的能力,這種多能幹細胞在很大程度上與胚胎幹細胞沒有區別,能夠在體內產生任何細胞類型。 這個過程也恰好重置了舊組織細胞中發現的許多年齡表觀遺傳標記,同時透過清除受損的粒線體來恢復粒線體功能,以及其他一些有趣的變化。 本文重點介紹一個代表性項目,但這裡的讀者可能更熟悉 Turn.bio 在同一領域的工作,因為它是最近報道的。

這裡要解決的重要問題是這個,因為它經常被提及:表觀遺傳變化是老化的原因嗎? 在我看來,答案是否定的,一千次否。 它們是——它們必須是——真正原因的下游結果,真正原因是隨著年齡的增長而累積的分子損傷,作為細胞代謝運作的正常副作用。 然而,由於這些表觀遺傳變化本身會造成進一步的危害,因此原則上和在動物研究中,可以透過迫使細胞對各種感興趣的基因採用更年輕的表觀遺傳特徵來產生益處。 但這無助於解決老化的原因和潛在的損害。

如果不進行修復,老化造成的潛在損傷將繼續導致所有無法透過迫使表觀遺傳編程和隨之而來的細胞行為發生大規模變化來改善的問題。 考慮身體無法有效清除的分子廢物的存在,例如降低細胞外基質彈性的持久交聯,或使長壽細胞自噬效率低下的脂褐素的耐寒成分,或潛在的癌性核DNA損傷。 我預測表觀遺傳重編程不會有效地解決這些問題,因為年輕的細胞和組織無法有效地解決這些形式的損傷(如果存在)。 重編程很可能成為與幹細胞療法一樣有用的工具,用於功能組織的再生,儘管對所獲得的功能改善類型的關注點截然不同。 但要警惕那些聲稱表觀遺傳變化是老化原因、扭轉表觀遺傳變化就能解決所有問題的人。

來自麻省理工學院技術評論: 這位科學家終於找到青春之泉了嗎?

伊茲皮蘇亞·貝爾蒙特 (Izpisúa Belmonte) 是一位精明且說話溫和的科學家,擁有不可思議的力量。 這些老鼠似乎已經啜飲了青春之泉。 Izpisúa Belmonte 可以使衰老、垂死的動物恢復活力。 他可以讓時間倒轉。 但就在他讓我大吃一驚的同時,他也澆熄了我的興奮。 對小鼠進行的恢復活力治療非常有效,以至於它們要么在三到四天後因細胞故障而死亡,要么發展出腫瘤,然後殺死它們。

研究人員應用於小鼠的強大工具稱為「重新編程」。 這是一種重置人體所謂的表觀遺傳標記的方法:細胞中的化學開關決定哪些基因被打開,哪些基因被關閉。 擦除這些標記,細胞就會忘記它曾經是皮膚細胞還是骨細胞,並恢復到更原始的胚胎狀態。 該技術經常被實驗室用來製造幹細胞。 但 Izpisúa Belmonte 是科學家的先鋒,他們希望將重編程應用於整個動物,如果能夠精確控制,還可以應用於人體。

Izpisúa Belmonte 認為表觀遺傳重編程可能被證明是一種“長生不老藥”,可以顯著延長人類的壽命。 在過去的兩個世紀裡,已開發國家的預期壽命增加了兩倍以上。 由於兒童時期接種的疫苗、安全帶等,比以往任何時候都有更多的人達到自然老年。 但任何人的壽命都是有限的,伊茲皮蘇亞·貝爾蒙特說,這是因為我們的身體會因不可避免的腐爛和惡化而磨損。 “衰老不過是細胞層面上發生的分子畸變。” 他說,這是一場與熵的戰爭,沒有人能贏得勝利。

Izpisúa Belmonte 對小鼠的治療是基於日本幹細胞科學家山中伸彌 (Shinya Yamanaka) 獲得諾貝爾獎的發現。 從 2006 年開始,山中伸彌展示瞭如何僅向人類成體細胞添加四種蛋白質即可對它們進行重新編程,使它們的外觀和行為與新形成的胚胎中的細胞相似。 對許多科學家來說,山中伸彌的發現主要是作為一種製造用於新型移植治療的替代組織的方法。 西班牙國家癌症研究中心的研究人員在研究基因組中含有額外山中因子副本的小鼠時,將該技術推向了一個新的方向。 打開這些,他們證明細胞重編程實際上可以發生在成年動物體內,而不僅僅是在實驗室培養皿中。 該實驗提出了一種全新的醫學形式。 你有可能使一個人的整個身體恢復活力。 但這也凸顯了危險。 清除太多的甲基化標記和表觀基因組的其他足跡,“你的細胞基本上就失去了它們的身份。”

然而,對其他人來說,復興的證據顯然還處於起步階段。 紐約市阿爾伯特愛因斯坦醫學院遺傳學系主任揚維格表示,老化由「數百個不同的過程」組成,不可能用簡單的解決方案來解決。 他認為,從理論上講,科學可以“創造出如此強大的過程,以至於可以凌駕於所有其他過程之上。我們現在還不知道這一點。” 更廣泛的疑問是,Izpisúa Belmonte 在他的實驗室中逆轉的表觀遺傳變化是否真的是衰老的原因,還是只是衰老的跡象——相當於衰老皮膚上的皺紋。 如果是這樣,Izpisúa Belmonte 的治療可能就像撫平皺紋一樣,純粹是美容效果。 愛因斯坦的另一位教授約翰·格里利 (John Greally) 表示:“我們無法知道,也沒有任何證據表明 DNA 甲基化導致這些細胞衰老。” 「如果我改變這些 DNA 甲基化,我就會影響老化」的想法充滿了危險信號。

本文原刊於 對抗老化組織.



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