莫斯科，1 月 24 日 - RIA Novosti，Vladislav Strekopytov。哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員已經(jīng)清楚地證明衰老是可逆的。通過重新啟動表觀基因組（用于管理基因的“操作系統(tǒng)”），實驗室小鼠已經(jīng)恢復(fù)活力。這是一種全新的方法，為生物再生以及老年疾病的治療開辟了道路。
延緩衰老，甚至開始逆轉(zhuǎn)過程——這在最近非常重要。動物實驗令人鼓舞，但需要客觀標準來評估結(jié)果。
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起初，DNA 中積累的突變數(shù)量被認為是生物年齡的指標，隨著時間的推移，它會破壞細胞的正常功能并導(dǎo)致細胞死亡。但這種方法并沒有證明自己是正確的：事實證明突變的數(shù)量與身體的一般老化無關(guān)。后來，作為衰老的標志，他們嘗試使用端粒的長度——染色體末端的保護性“帽”，隨著每次細胞分裂而縮短。然而，這種方法也被證明是不準確的。
近年來，科學(xué)家提出了幾種評估生物年齡的全新方法。最著名的是表觀遺傳時鐘。它于 2013 年由加州大學(xué)洛杉磯分校的 Steve Horvat 教授首次制定。
研究基因組——人類和其他哺乳動物每個細胞中包含的遺傳物質(zhì)的總和，科學(xué)家們還沒有發(fā)現(xiàn)直接影響預(yù)期壽命的單一基因。DNA 的結(jié)構(gòu)保持不變，但單個基因的活性發(fā)生變化，這反映在蛋白質(zhì)的合成中。
這個過程受特殊的表觀遺傳（字面意思是“建立在基因之上”）分子標記的調(diào)節(jié)，這些標記在不改變核苷酸序列本身的情況下修改 DNA。研究得最好的是那些在甲基化過程中出現(xiàn)的標記——向 DNA 分子添加甲基。
Horvat 提出甲基化圖譜隨年齡變化，并編制了一份包含 353 個甲基標記的列表，有無甲基標記可用于判斷細胞與胚胎的接近程度，或反之，衰老，即舊狀態(tài). 表觀基因組的兩個極端概況（一組分子標記）之間的轉(zhuǎn)變被稱為“表觀遺傳漂移”。
生物學(xué)家詳細研究了胚胎干細胞轉(zhuǎn)化的機制，首先轉(zhuǎn)化為負責(zé)某些功能的成熟體細胞，然后轉(zhuǎn)化為衰老、垂死的細胞。他們一直夢想著從相反的方向開始這個過程，即恢復(fù)活力。
2006 年，日本山中伸也和高橋一俊首次在實驗室動物實驗中實現(xiàn)了這一目標。在四種蛋白質(zhì)的幫助下，他們后來將其稱為“Yamanaka 雞尾酒”——Oct4、c-Myc、Sox2 和 Klf4，使分化的體細胞（小鼠皮膚成纖維細胞）恢復(fù)到多能狀態(tài)。
在隨后的一項研究中，這四種蛋白質(zhì)的基因被植入成年小鼠體內(nèi)，并在被激活一段時間后，使整個動物種群恢復(fù)活力。后來，山中伸彌能夠?qū)⒊扇思毎謴?fù)到胚胎狀態(tài)。2012年，這位日本科學(xué)家因其發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾生物學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。
但任務(wù)不僅是減少細胞的生物學(xué)年齡：重要的是它們在重新編程后保持其功能。在這里，表觀遺傳學(xué)應(yīng)該有所幫助 - 表觀遺傳標記激活或相反地關(guān)閉某些基因，從而決定細胞的特化和身份。由于這一點，一些干細胞變成了大腦神經(jīng)元，另一些變成了皮膚細胞，等等。
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近日，以David Sinclair教授為首的美國哈佛大學(xué)科學(xué)家在《細胞》雜志上發(fā)表了一篇題為“表觀遺傳信息丟失是哺乳動物衰老的原因”的文章，這是他們15年的工作成果。
早在 2008 年，他們就發(fā)現(xiàn)當(dāng) DNA 受損時，會發(fā)生表觀遺傳修飾，導(dǎo)致染色質(zhì)蛋白（染色體的主要成分）移動到需要修復(fù)的地方。然后，使用現(xiàn)代測序方法，研究人員發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì) - 染色質(zhì)修飾劑向 DNA 斷裂位點的重新定位導(dǎo)致“表觀遺傳景觀”的破壞。換句話說，如果 DNA 中的故障頻繁發(fā)生，持續(xù)的“修復(fù)”會導(dǎo)致表觀遺傳變化的積累，并最終導(dǎo)致細胞身份的喪失。這種方法被稱為老化信息論。
“衰老是基于細胞中丟失的信息，而不僅僅是損傷的累積，”辛克萊說，“這是一種范式轉(zhuǎn)變?！?/p>
科學(xué)家們提出，恢復(fù)丟失的表觀遺傳“指令”可以使細胞恢復(fù)年輕，類似于在計算機上重新啟動程序以清除累積的錯誤。
在實驗室實驗中，他們通過在年輕小鼠的 DNA 中引入斷裂來模擬表觀基因組的衰老。在這種“老化”的幾周內(nèi)，動物的皮毛變灰，視力和記憶力下降，活動減少，體重下降。表觀遺傳時鐘顯示，改良小鼠的衰老速度比正常小鼠快一倍半。
然后，生物學(xué)家利用 Yamanaka 因素激活了負責(zé)動物細胞身份的基因，五周后，在分子和組織水平上都出現(xiàn)了明顯的年輕化跡象。
教授解釋說：“如果衰老的原因是突變的積累，那么就不可能恢復(fù)青春?！薄暗C明我們能夠逆轉(zhuǎn)這一過程表明系統(tǒng)沒有受損，某處有備份，并且“軟件”可以重新加載”。
作者指出，他們的方法與基于使用干細胞的方法有根本不同：它不會將細胞恢復(fù)到多能狀態(tài)，不會擦除嵌入其中的表觀遺傳信息，而只是對其進行更新。
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科學(xué)家們還不知道類似的返老還童過程是否適用于人類?，F(xiàn)在，該系統(tǒng)正在靈長類動物身上進行測試，并在實驗室對人類細胞——神經(jīng)元、成纖維細胞和皮膚細胞進行測試。
專家們看到了該方法在眼科領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用的最大前景，可以在不影響整個身體的情況下在局部進行基因治療。2020 年，他們成功恢復(fù)了衰老老鼠的視力，現(xiàn)在他們正在用山中雞尾酒對因年老而失明的猴子進行試驗。如果研究成功并且系統(tǒng)的安全性得到證實，作者計劃向美國食品和藥物管理局 (FDA) 申請在人體中進行臨床試驗的許可。
或許在未來，科學(xué)家團隊的發(fā)現(xiàn)會引發(fā)醫(yī)學(xué)的新方向——表觀遺傳療法。那么許多與衰老相關(guān)的疾病就有可能通過恢復(fù)身體的特定功能系統(tǒng)來治療。
“現(xiàn)在，當(dāng)我看著老年人時，我看到的不是老年人，而是系統(tǒng)需要重啟的人，”辛克萊說。
至于一般的回春，作者在這里講得很仔細。它們提醒我們，衰老是一個與許多因素相關(guān)的復(fù)雜過程。目前尚不清楚僅細胞重編程是否足以使整個身體恢復(fù)青春。
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