人類通過「細胞重編程」實現了返老還童

人類最本源的的恐懼與渴望，自然而然的就衍生出一個巨大的「抗衰老」產業。如今，位於美國加州的索爾克研究所（Salk Institute）的科學家們通過「細胞重編程」實現了返老還童，打開了青春永駐的大門！

美國索爾克研究所被公認為是全美生命科學領域研發成果最豐富、質量最高的研究機構之一

該手段不僅可以使培養皿里的人類皮膚細胞由表及裡都更加年輕，它還可以使患有早衰疾病的小白鼠重返青春——消除衰老特徵以及延長30%的壽命。目前，此項研究還處於初期階段，而已得出的實驗結果將幫助科學家們找出細胞衰老的原因，以及可以減緩衰老、延長壽命的方法。

「我們的研究表明衰老的路徑並不唯一，」該篇論文的作者，索爾克研究所基因表達實驗室的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授說：「人體有極強的可塑性，通過不斷的調整，衰老可能被逆轉。」

隨著現代醫療水平的提高，人類的平均壽命也會隨之提高，而這意味著由衰老引起的疾病出現的幾率也將大幅度增加。心血管疾病，癌症，以及神經衰退疾病這三大不治之症（按治癒幾率計算）最大的風險來源就是年齡的增加。而逆轉衰老的可能手段之一就是「細胞重編程」技術。

通過細胞重編程，由獲諾貝爾獎的生物學家山中伸彌（Shinya Yamanaka）發現，而被命名為「山中因子」（Yamanaka factor）的4個轉錄因子可以被轉變為誘導性多功能幹細胞（iPSC）。誘導性多功能幹細胞和胚胎幹細胞相似，可以無限分化，轉變成人體內任何一種細胞。

誘導性多功能幹細胞（iPSC）可以分化成心肌細胞、血細胞、神經細胞等

「我們和其他幹細胞實驗室所共同觀察到的就是，當細胞被誘導重編之後，它們看起來就像新生細胞一樣，」索爾克研究員、該論文的第一作者Alejandro Ocampo研究員說，「下一個問題就是我們是否可以實現活體中細胞的誘導重編程。」

雖然細胞的「返老還童」聽起來十分誘人，但是可以在培養皿里實現的技術對整個生物體來說不一定是件好事。比如快速的細胞分化，對於胚胎來說極為重要，而在成體上，這一特徵往往等同於癌症。而且，在成體上，大量細胞轉變為胚胎狀態很有可能導致器官衰竭，引起死亡。由於這些原因，該研究團隊嘗試了是否可以通過對山中因子進行短時間的誘導而避免引起癌症。

為了實驗這一猜想，研究人員選中了早衰症這一疾病。早衰症在人類和小白鼠身上都有可能出現，癥狀為基因損傷，器官功能衰減，以及壽命大幅度降低。除此之外，在DNA之中負責管理基因以及保護基因組的外遺傳標記（epigenetic marks）在患有早衰症的人類和小白鼠身上也會提前失控。值得注意的是，在細胞重編程的過程中，外遺傳標記會被修改。

索爾克研究所的研究人員發現，細胞重編程可以逆轉細胞衰老。左圖：患有早衰症的小白鼠的纖維細胞。右圖：患有早衰症的小白鼠被重編之後的纖維細胞

研究團隊對患有早衰症的小白鼠皮膚細胞的山中因子進行了短時間的誘導。結果顯示，這些細胞的衰老特徵被逆轉了，而且皮膚細胞完全沒有受到損傷。「在其他研究中，研究人員曾把細胞一直重編至類似幹細胞的狀態」，該論文的作者Pradeep Reddy解釋到，「實驗證明通過對山中因子進行短時間的誘導，我們可以在保持細胞特徵不變的情況下逆轉衰老。」

由於細胞樣本實驗的成功，研究團隊下一步就是在患有早衰症的活體小白鼠身上進行同樣的短時間重編。他們得到的結果十分驚人：與未經處理的對照樣本相比，這些小白鼠看起來更年輕，它們的心血管以及其他器官功能更好，而最驚人的莫過於它們的壽命延長了30%，且都沒有患上癌症。

進行更深入的對比就會發現，在細胞這一層次上，不僅早衰症的具體表現特徵被逆轉，就連正常的衰老特徵也被逆轉了。

「這證明了外遺傳變化是造成衰老的原因之一」，該論文的另一名作者Paloma Martinez-Redondo說，「這將為我們解決細胞衰老問題指明方向。」

不久后，研究團隊對正常衰老的小白鼠進行了重複試驗。通過對山中因子的循環誘導，這些小白鼠的胰臟和肌肉恢復能力得到了增強——它們的胰臟和肌肉在受傷之後比對照樣本恢復的更快。

「細胞重編程將逆轉生命的時鐘」

「但小白鼠終究不是人類，我們也知道使人類返老還童要比小白鼠複雜無數倍」，Juan Carlos Izpisua Belmonte教授說道，「但是這項研究展示了衰老是可以被逆轉的，而且比我們之前認為的更容易受到治療手段的影響。」

索爾克的研究人員還認為，通過化學物質或小分子藥物對外遺傳因子進行誘導，可能是在人體中實現返老還童最有效的方法。但是他們也表示了，由於衰老問題的複雜性，這些治療手段可能在10年之後才能進入臨床試驗階段，我們期待這一天能早日到來。

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