編者按
越來越多的研究結(jié)果證實(shí):“雖然我們不能終止衰老的進(jìn)程,但可以通過對(duì)慢性病的治療,讓衰老進(jìn)程慢下來”。那么,在衰老面前,人類最新科技有著怎樣的力量可以與之抗衡?“逆轉(zhuǎn)衰老”的新科技又會(huì)給人怎么的暢想?
本文首發(fā)于博雅干細(xì)胞,作者章臺(tái)柳
由中國科學(xué)院、中國工程院主辦,中國科學(xué)院學(xué)部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學(xué)報(bào)社承辦,中國科學(xué)院院士和中國工程院院士投票評(píng)選的2019年中國十大科技進(jìn)展新聞、世界十大科技進(jìn)展新聞,2020年1月11日在京揭曉。
其中一項(xiàng)美國加利福利亞州進(jìn)行的小型臨床研究表明,逆轉(zhuǎn)人體的表觀遺傳生物鐘是可實(shí)現(xiàn)的,而表觀遺傳生物鐘被認(rèn)為是一個(gè)人生理年齡的指標(biāo)。這項(xiàng)研究入選了世界十大科技進(jìn)展,引起人們對(duì)于抗衰老的濃厚興趣。
在為期1年的臨床試驗(yàn)中,9名健康志愿者堅(jiān)持服用了3中常見藥物——生長激素和兩種糖尿病藥物,經(jīng)過人體表觀遺傳基因組分析,受試者的平均生理年齡減少了2.5歲。同時(shí),受試者的免疫系統(tǒng)顯示出恢復(fù)活力的跡象,相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《老化細(xì)胞》(aging cell)雜志[1]。
逆轉(zhuǎn)衰老的探索
衰老是一個(gè)自然過程,隨著時(shí)間的流逝,我們的身體和遺傳物質(zhì)DNA都積累了大量的損傷,導(dǎo)致器官、皮膚等衰老。
近年來,關(guān)于逆轉(zhuǎn)衰老的探索從未停止。曾經(jīng),用“年輕的血液”來抗衰老的研究讓很多人著迷,不過2019年初FDA發(fā)文警告那些未通過臨床試驗(yàn)驗(yàn)證的年輕血液抗衰老的治療方案,稱這種換血技術(shù)可能導(dǎo)致重大的風(fēng)險(xiǎn)。隨后一些企業(yè)便公開表示停止此類治療。
前段時(shí)間“逆轉(zhuǎn)衰老達(dá)20年”的基因療法在哥倫比亞獲得臨床試驗(yàn)許可的消息刷屏,讓人們對(duì)逆轉(zhuǎn)衰老又一次充滿了暢想。
衰老是一個(gè)自然過程,隨著時(shí)間的流逝,我們的身體和遺傳物質(zhì)DNA都積累了大量的損傷,導(dǎo)致器官、皮膚等衰老。而干細(xì)胞被認(rèn)為是對(duì)抗衰老的有力武器[2]。
美國《科學(xué)》雜志評(píng)選的1999年度10大科學(xué)進(jìn)展中,干細(xì)胞被認(rèn)為有望用于創(chuàng)傷修復(fù)、神經(jīng)再生和抗衰老等臨床醫(yī)學(xué)研究;2007年英國科學(xué)家Anastasia 在《自然》雜志發(fā)文指出成體干細(xì)胞對(duì)人體自我修復(fù)和組織再生至關(guān)重要,成體干細(xì)胞的減少是人體衰老的主要原因。
干細(xì)胞抗衰老的潛能
衰老過程中產(chǎn)生老化的細(xì)胞,其失去工作的能力,而且危害機(jī)體的健康。而干細(xì)胞具有自我更新及多向分化潛能,可以產(chǎn)生新的健康的細(xì)胞,將老化的細(xì)胞替換掉。
動(dòng)物界中干細(xì)胞再生的例子比比皆是[3],扁平蟲屬的動(dòng)物可以在5天內(nèi)再生整個(gè)身體,九頭蛇可以在7到10天內(nèi)再生整個(gè)身體,蠑螈在幾天內(nèi)再生四肢。而人類在幼年時(shí)有能力再生超過2/3的肝臟以及整個(gè)指尖,人類的再生能力更多地體現(xiàn)在我們從日常創(chuàng)傷,如環(huán)境污染、吸煙、飲酒、壓力、社會(huì)負(fù)擔(dān)和抑郁癥中恢復(fù)身體。目前的許多抗衰老治療的目標(biāo)都是增加身體中健康干細(xì)胞的比例和數(shù)量,通過細(xì)胞再生和替代延緩甚至逆轉(zhuǎn)衰老。
下丘腦干細(xì)胞或能控制衰老速度
神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)于控制衰老非常重要,而研究顯示下丘腦尤其重要。2017年,美國阿爾伯特愛因斯坦醫(yī)學(xué)院衰老研究所的研究員在《自然》雜志上發(fā)表文章[4],證明了下丘腦干細(xì)胞通過外泌體miRNAs部分控制小鼠的衰老速度,揭示了衰老的控制機(jī)制。
研究顯示,表達(dá)Sox2和Bmi1的下丘腦干/祖細(xì)胞大量丟失時(shí),小鼠開始衰老,而且小鼠持續(xù)表現(xiàn)出加速衰老的生理變化并縮短壽命;相反的是,如果在中年小鼠的腦區(qū)植入健康的下丘腦干/祖細(xì)胞,顯著延緩衰老,并延長壽命。這充分說明下丘腦干細(xì)胞能夠控制衰老的速度,或?qū)⑹强箵羲ダ系男乱暯恰?/strong>
間充質(zhì)干細(xì)胞在衰老相關(guān)疾病的治療
皮膚衰老是伴隨著衰老最顯著的一個(gè)外在特征,內(nèi)源性和外源性因素導(dǎo)致皮膚細(xì)胞DNA損傷修復(fù)能力下降、基因組穩(wěn)定性降低、細(xì)胞外基質(zhì)成分降解以及膠原紊亂,導(dǎo)致皮膚變薄、彈性下降、皺紋形成、再生修復(fù)功能下降、皮膚屏障功能下降、色素沉積等。
2008年,科研人員將間充質(zhì)干細(xì)胞應(yīng)用在抗皮膚衰老的研究中[5],分離得到受試者自體基質(zhì)血管成分,皮下注射到面部皺紋處,2個(gè)月后受試者面部皺紋明顯減少,真皮明顯增厚。
2013年科研人員采用側(cè)點(diǎn)陣射頻和外敷間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)上清聯(lián)合治療的方法對(duì)15名女性受試者的半邊臉進(jìn)行處理[6]。1個(gè)月后,受試者面部皺紋明顯改善,而與沒有治療的半邊臉相比,實(shí)驗(yàn)側(cè)皮膚的粗糙程度明顯改善。
雖然間充質(zhì)干細(xì)胞及相關(guān)產(chǎn)品在抗擊皮膚衰老展現(xiàn)出良好前景和潛力,但是其作用機(jī)制不詳,缺乏大樣本隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn),需要進(jìn)一步研究。
國內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)將人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)過靜脈移植到衰老的大鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)移植組能夠延緩老年大鼠的腎臟功能減退,減少氧化應(yīng)激,提高抗氧化應(yīng)激的能力,減少脂褐素沉積,減輕腎臟病理改變[7]。
衰老也伴隨著大腦的退化,學(xué)習(xí)能力、記憶能力、注意力等多種腦功能相關(guān)機(jī)能都出現(xiàn)下降,如果不加干預(yù),甚至發(fā)展成阿爾茲海默癥、帕金森等疾病。
國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)向衰老的大鼠通過尾靜脈回輸骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞,能夠顯著改善衰老大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力[8]。間充質(zhì)干細(xì)胞可能通過提高抗氧化能力,調(diào)節(jié)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá),從而改善衰老大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。
展望
干細(xì)胞因?yàn)榫哂凶晕腋潞投嘞蚍只瘽撃?,被認(rèn)為是維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)平衡的重要因素。衰老常常意味著成體干細(xì)胞的減少,干細(xì)胞功能的失衡,如果通過干細(xì)胞移植的手段重新恢復(fù)成體干細(xì)胞的活力,這或是抵抗衰老最成功的手段。雖然利用干細(xì)胞抗擊衰老的人類研究僅僅處于初期,但取得的結(jié)果是令人振奮的,希望在不久的將來,“返老還童”或者“老而不衰”可以成為一種人生選擇,抵抗衰老不再是奢侈的夢想。
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