13 天時間讓面板細胞年輕 30 歲重返青春,劍橋科學家找到精準細胞重程式設計新方法
為了讓面板保持年輕、對抗衰老,人類想出很多手段。
現在科學家找到一種新方法,讓 53 歲面板細胞年輕 30 歲,直接重返青春。而且這一次不侷限於小鼠研究,實驗中真正使用了人類細胞。
相關論文目前已被 eLife 期刊接收,儘管全文還沒有正式發表,已經受到了相關學者的重視。
精確細胞重程式設計
這次研究使用的方法被稱為細胞重程式設計。
這個領域的一個重大突破,是 2012 年諾貝爾生理醫學獎成果,人工誘導多能幹細胞 (iPSC)。
簡單來說,通過病毒載體把 4 個轉錄因子組合轉入普通細胞,能把它們重新誘導成幹細胞。理論上這些誘匯出的幹細胞就像胚胎幹細胞一樣,有能力重新分化成各種型別的細胞。
但當時的技術還不夠成熟,只能一口氣消除細胞所有分化特徵,並未掌握穩定的再分化手段,誘導過程也比較緩慢,難以真正應用到醫學治療。
△諾獎得主山中伸彌
這一次,來自英國劍橋巴布拉漢研究所 (Babraham Institute) 的科學家在重程式設計中找到精確的平衡點,讓細胞重返年輕之後還能恢復原本的功能。
此次研究物件是人類面板中的成纖維細胞,這種細胞負責分泌膠原蛋白,在傷口癒合中也有重要作用。
具體方法,先給衰老的成纖維細胞轉入山中伸彌發現的 4 種轉錄因子,10-17 天左右進入成熟期後,再把這些因子移除,讓細胞恢復正常狀態。
在中間階段,成纖維細胞的形態和基因表達水平發生變化,去除後再次回到成纖維細胞狀態。
一通操作下來,使用表觀遺傳時鐘和基因轉錄物讀數兩種方法測量,重程式設計後的細胞大致與年輕了 30 歲的細胞特徵匹配。
在體外傷口癒合實驗中,也觀察到重程式設計細胞恢復了活力,能分泌更多膠原蛋白,遷移到傷口的速度也加快。
在後續對比試驗中,研究人員發現讓轉錄因子表達 13 天是最佳平衡點。
這種新方法被命名為 MPTR (成熟期瞬時重程式設計,Maturation phase transient reprogramming)。
應用前景不只面板
論文一作、博士後 Diljeet Gill 表示,這項研究的意義並不侷限於面板。
他們在研究中觀察到,該方法也能對細胞衰老引起的其他疾病產生影響,比如讓阿爾茨海默病相關的 APBA2 基因和白內障相關的 MAF 基因轉錄指標向年輕方向改變。
研究組下一步的研究目標,就是繼續驗證新方法能否在其他種類細胞上覆制。
△ 你猜 Gill 博士現在多大歲數?
論文地址:
https://elifesciences.org/articles/71624
參考連結:
https://www.babraham.ac.uk/news/2022/04/new-technique-rewinds-age-skin-cells-30-years