人类有没有可能实现“一键返老还童”?

本文来自微信民众号:量子位(ID:QbitAI),作者:金磊、杨净,原文题目:《Nature最新封面:哺乳动物有“一键返老还童”按钮,复旦校友的这项研究恢复了暮年小鼠视力》,题图来自:《本杰明·巴顿奇事》

逆转生物钟,乐成将“旧细胞”变年轻。

以是真的可以逆生长了吗?

这就是最新登上Nature封面的研究:来自哈佛、耶鲁大学的研究人员,通过细胞“重新编程”手艺,乐成恢复了暮年老鼠的视力。

此举首次证实了可以安全地将庞大组织(视觉神经组织)“返老还童”。

人类有没有可能实现“一键返老还童”?

第一作者吕垣澄照样一位中国面貌,本科就读于复旦大学生物科学系,随后前往哈佛大学攻读博士学位。

人类有没有可能实现“一键返老还童”?

想要实现“返老还童”,就需要先领会我们是若何朽迈的。

我们若何“逐步变老”?

朽迈,从细胞层面来讲,就是一个组织泛起功效障碍,再生能力退化的历程。

在此前的研究当中,造成生物朽迈的其中一个原因是,表观基因组随着时间转变,扰乱了基因表达模式,导致组织功效和再生能力下降。

这也就组成了此次研究的一个基本假设。

我们知道“细胞分化”,缘于基因的特异性表达。而这当中的调治功效,就属于表观基因组的范围了。

表观基因组,就是在不改变原本DNA序列的情况下,以特定模式开启或关闭基因的系统。

人类有没有可能实现“一键返老还童”?

而它随着时间推移,最主要的一个转变就是“DNA甲基化”

DNA甲基化是在胚胎发育历程中发生的,以发生种种细胞类型。随着时间的流逝,DNA甲基化的年轻模式消逝了。

应打开的细胞基因被关闭,应该关闭的被开启,从而导致细胞功效受损。

但现在,尚未有研究证实,DNA甲基化是否会驱动细胞的“岁数转变”,从而控制了朽迈。

因此,研究人员就假设,若是DNA甲基化确实控制了朽迈,那么擦除一些“足迹”就可能会逆转“活生物体”内细胞的朽迈,从而让细胞“返老还童”!

团队示意,以往的事情已经在实验室培养皿中实现了这一方式,但都未能证实对活生物体的作用。

那么详细是若何擦除DNA甲基化的“足迹”呢?我们进一步细看。

让小鼠视神经“逆生长”

这项研究建立在诺贝尔奖得主山中伸弥的研究基础上。

山中伸弥团队发现成熟细胞可以“重新编程”,成为多功效性细胞,并由此获得了2012年诺贝尔生理学奖或医学奖。

其中的要害,就是4个转录因子,分别是Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc。

转录因子有着调治基因表达的作用,即读取DNA来制造蛋白质,早期胚胎中主要的转录因子已知的有24个,山中伸弥团队将其缩小到了4个。

这4个转录因子可以消灭细胞上的表观遗传学符号并使这些细胞恢复到其原始胚胎状态,从中发育成任何其他类型的细胞。

但随后研究发现,这一方式会泛起两个类型的细胞:一是让细胞状态充重置为最原始的细胞状态,从而完全擦除细胞的身份;二是肿瘤细胞,诱导了生物体肿瘤的生长。

吕垣澄和同事,在此基础上修改了一下,从而避开了“肿瘤的生长”。

他们删除了c-Myc,仅递送了剩余的三个因子,Oct4、Sox2和Klf4。这一方式乐成地逆转了细胞朽迈,而没有加剧肿瘤的生长或失去其特征。

人类有没有可能实现“一键返老还童”?

△山中伸弥和第一作者吕垣澄

验证完3个因子可转化为原始细胞状态之后,他们随即专门研究了“视网膜神经节细胞”。

这些细胞通过轴突(神经元的一条突起)将信息从感光体通报大脑,该结构组成视神经。

若是胚胎或新生小鼠的神经被切断,这些细胞可以使视神经再生。但这种能力会随着岁数、时间的转变而消逝。

于是,他们就用镊子压碎了小鼠的视神经,并向眼睛注射了无害病毒,病毒中携带了三种转录因子。

据Nature报道称,这种注射方式,可以防止一些受损的视网膜神经节细胞殒命,甚至可以促使一些新的轴突生长。

人类有没有可能实现“一键返老还童”?

△注入因子后轴突生长

除此之外,研究小组还在患有“青光眼”的小鼠中测试了这一方式。

青光眼,是人类与岁数相关的眼部疾病。在青光眼中,视神经受损通常是由于眼内压力的累积。

因此,他们就向小鼠眼睛中注入了细小的珠子,阻止了正常的引流并增加了压力,从而损害了视网膜神经节细胞。

周围后,小鼠视力下降了约25%。但经由基因治疗后,这些动物恢复了约莫一半的视力敏锐度。

首次证实,受青光眼损伤的小鼠视力可以获得恢复。不外研究人员示意,现在说这种方式是否可以治疗那些失明患者还为时尚早。

进一步的,他们把目光聚焦在了1岁康健小鼠,也许就是我们的中年水平。这类小鼠视觉敏锐度得分比5个月大的同类动物低约15%。

治疗周围后,年数较大的小鼠的视觉敏锐度得分与年幼小鼠相似。研究人员在他们的细胞中看到了类似于年轻动物的DNA甲基化和基因表达模式。

这三类实验乐成证实,小鼠的视神经细胞可以通过基因转变来变得“年轻”,这让生物“朽迈时钟”逆转变成了可能。

接下来,他们将计划在大型动物中测试这种基因治疗方式的安全性。

复旦校友一作

这项研究的第一作者,叫做吕垣澄,本科毕业于复旦大学生命科学学院。

随后远赴美国哈佛大学深造,并取得了生物医学博士学位。

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在哈佛时代,吕垣澄在哈佛大学医学终身教授David Sinclair团队做研究。

David Sinclair也是本次研究的通讯作者,可以说是全球范围内,抗朽迈研究的领军人物。

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吕垣澄除了在学术方面有着深挚的造诣,生涯中,照样一个不折不扣的篮球迷。

这也是他的微博所展现出来的画风:学术+篮球。

而且偶像异常明确——韦德。

人类有没有可能实现“一键返老还童”?

网友:我的断臂有救了

最后,对于这样里程碑式的研究,网友们纷纷示意赞叹:

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但与此同时,也不乏一些“神级”谈论:

我截肢的右臂能长回来吗?

人类有没有可能实现“一键返老还童”?

另有网友戏称:

现在,这就是个疫苗了!

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……

网友们是有些脑洞大开了。

究竟,研究人员自己也示意:

这项研究迄今为止只在老鼠身上举行过。

这种方式是否适用于人类,或者随着时间推移,是否会损伤其他组织或器官,另有待考察。


参考链接:

https://www.nature.com/articles/d41586-020-03403-0https://www.sciencemag.org/news/2020/12/researchers-restore-lost-sight-mice-offering-clues-reversing-aginghttps://weibo.com/p/1005051079291441/home?from=page_100505&mod=TAB&is_all=1#_rnd1606965803189

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