哈佛:我们让小鼠逆生长,人也行!马斯克:鼠和人能一样吗?

编者按:2020 年 12 月 ,Nature杂志的封面文章揭示了衰老的机制,指出令衰老小鼠“重返青春”的方向。哈佛团队这一研究结果似乎在告诉我们:生命之钟并非完全不可逆转。

2022年6月3日,CNN发布文章重提这一重要科研成果,并称“科学家的目标是令人类能返老还童”。随后,埃隆·马斯克在推特转发并评论:“人类和小鼠有很大不同。”

果壳硬科技编译了这篇文章,一窥可能照进现实的科幻未来。

马斯克推特转发并评论 | 推特截图

哈佛大学医学院Sinclair和他的团队借助可将成熟细胞转变为干细胞的蛋白质,将小鼠体内的衰老细胞重置到了更年轻的阶段。在该团队于2020年末发表的第一个突破中,视力不佳和视网膜受损的年老小鼠可以重见光明,其视力有时可以与他们的后代相媲美。

网页截图

Sinclair在过去的20年中一直寻找着扭转衰老的办法,他认为团队研究出的细胞重置方法是永久性的,这种方法应用于人类身体也可能依旧有效。

“如果我们逆转衰老,很多疾病就不会发生。我们现在的技术可以避免人们在70多岁的时候患上癌症,80多岁的时候患上心脏病,90多岁的时候患上阿兹海默。” Sinclair介绍。

“这样的世界终会到来,这项技术将在我们的有生之年实现。对于我们大多数人来说,只是一个何时实现的问题。”Sinclair说。

如果我们逆转衰老,很多疾病就不会发生 | 图虫创意

“他的研究表明,你可以通过改变生理年龄来延长寿命。现在他想改变世界的观点,视衰老为一种疾病。”与Sinclair合作开发自助生物年龄测试的投资者Whitney Case这么说。

Sinclair表示,虽然现代医学可以治疗疾病,但它并没有触及根本原因:“对于大多数疾病来说,就是衰老本身。我们的研究中,当我们逆转像小鼠大脑这样的器官年龄时,相关衰老疾病就会消失。记忆恢复了,痴呆症状也消失了。

“我相信在未来,延缓和逆转衰老将是治疗困扰我们大多数人的疾病的最佳方式。”

生长重置按钮

在Sinclair的实验室里,两只小鼠被放在一起作比较:一只看起来比较年轻,另一只则显得苍老无力——他们是出生在同一窝的兄妹,其中一只经过基因改造变得衰老更快。

一只看起来比较年轻,另一只则显得苍老无力 | 图源见水印

Sinclair问他的团队,如果能做到返老还童,反过来是否也能做到加速细胞衰老?日本生物医学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)博士曾改造过成人皮肤细胞,使其表现得像胚胎或多能干细胞,能够发育成体内的任何细胞。这一发现在2007年为这位科学家赢得了诺贝尔奖,他的“诱导多能干细胞”被称为“山中因子”。

然而,成体细胞通过山中因子完全转变回干细胞后,失去了他们原有的特性。就像是忘记了他们曾经是血液,心脏和皮肤细胞,细胞回到了初始状态,却失去了记忆。而你不会希望布拉德·皮特在电影《本杰明·巴顿奇事》中一下子变成一个婴儿;你会希望他在变老的同时仍然记得自己是谁。

世界各地的实验室纷纷关注这个问题。2016年,坐落在加州南部拉霍亚的索尔克生物研究所(Salk Institute for Biological)的研究人员发现,短时间内接触4个主要的山中因子,就不会抹去细胞的特性,衰老小鼠身上的基因老化的迹象可以被抹去。

但是所有这些研究都有一个缺点:在某些情况下,改变后的小鼠会长出恶性肿瘤。

为了寻找一种更安全的方案,Sinclair 实验室的遗传学家吕垣澄(Yuancheng Lu)从四个山中因子里选出三个,利用基因手段将他们添加到一种无害的病毒中,这种病毒可以将山中因子传递到衰老小鼠眼球后部受损的视网膜神经节细胞处。将病毒注入小鼠眼睛后,通过喂食抗生素,小鼠的多能基因即被激活。

“抗生素只是一种工具。这可以是任何一种化学物质,只是一种确保这三个基因被激活的方法。”Sinclair解释道,“通常情况下,他们只在非常年轻的发育中的胚胎中被激活,然后随着我们年龄的增长而关闭。”

衰老小鼠眼睛中受损的神经元在注射后恢复了活力,甚至长出了新的轴突 | 参考文献[1]

令人惊讶的是,衰老小鼠眼睛中受损的神经元在注射后恢复了活力,甚至长出了新的轴突,也就是从眼睛向大脑的投射。自最初的研究以来,Sinclair表示,他的实验室已经逆转了衰老小鼠肌肉和大脑的老化,现在正在努力使小鼠的整个身体恢复活力。

Sinclair认为他们利用的是一种源于自然界的再生系统,就像蝾螈的肢体会再生、鱼的尾巴和小鼠的指头能重长一样。他补充说,这一发现表明,体内存储着青春活力信息的“备份副本”。

“我称之为‘衰老的信息理论’。”他说,“这是一种信息丢失,促使衰老细胞忘记如何运作,忘记他们是什么类型的细胞。现在,我们可以利用一个重置开关,恢复细胞再次正确读取遗传信息的能力,就好像它还很年轻一样。”

据介绍,更新后的细胞不会像吸血鬼或者超级英雄那样永远年轻。经历实验重置后,小鼠还会再次经历衰老,整个过程更像一次倒带。

“我们相信我们已经找到了主控制开关,一种回拨时钟的方法。” Sinclair补充, “然后,身体会苏醒过来,记住如何表现,如何再生,即使你已经老了,有了疾病,也会重新变得年轻。”

科学已经了解如何延缓人类衰老

Sinclair介绍,使小鼠返老还童的方法是否也会对人类有效,还处于早期研究阶段,距完成人体试验和数据分析还有数年。如果实验结果表明方法安全可行,还需要数年时间才能达到医学批准所需的规模。

除去重置细胞外,还有其他方法可以延缓衰老过程,重置我们的生物钟。

Sinclair表示:“首要的秘诀很简单:多吃素菜、不过量饮食、保证充足的睡眠;每周锻炼三次,每次要保有十分钟的高心率,以保持肌肉质量;放松心态,拥有良好的社交圈。”

据美国国家人类基因组研究所(National Human Genome Research Institute)称,所有行为都会影响我们的表观基因组、蛋白质和其他化学物质,他们就像每个基因上的标记,等着告诉基因“该做什么、在哪里做、什么时候做”,正如表观基因组的字面意思——激活和关闭基因。

是什么控制了表观基因组?人类的行为和环境起着关键作用。假设你生来就有心脏病和糖尿病的遗传易感性,但是因为你运动、爱吃青菜、睡眠良好,并且在生活中及时排解压力,这些基因可能永远不会被激活。专家表示,这就是我们如何掌握自己的基因命运。

控制表观基因组,人类的行为和环境起着关键作用 | 图虫创意

摄取植物性食物、拥有健康友爱的关系、得到充足的锻炼和睡眠对我们的健康有着积极的影响。然而,限制卡路里是一种更有争议的延年益寿的方法。

在不引起营养不良的情况下减少食物摄入,已经是近一个世纪以来延长寿命的科学方法。美国国家衰老研究所(National Institute on Aging)表示,对蠕虫、螃蟹、蜗牛、果蝇和啮齿动物的研究发现,限制热量“可以延缓癌症、心脏病和糖尿病等与年龄有关的疾病的发作”。一些研究也发现了延长寿命的作用:在1986年的一项研究中,小鼠每天摄入的热量只有正常情况下的三分之一,他们活了53个月——作为宠物饲养的小鼠只能活大约24个月。

然而,有关人类控制饮食的研究却没有那么有启发性,许多研究集中在减肥而不是长寿上。对Sinclair来说,减少饮食是重新调整他个人生物钟的一个重要因素:最近的测试显示,他53岁,而他的生理年龄是42岁。

“我做生物学测试已经有10年了,在过去的十年里,我一直在稳步地变得更年轻。我做出的最大改变,就是吃得少了——现在我每天只吃一顿饭。这对我的生化机能产生了最显著的影响。” Sinclair说。

“但在我看来,真正的进步是能够告诉身体忘记这一切,只要按一下开关,就可以变年轻——当然我并不是说我们都能回到20岁。”他表示,“但我乐观地认为,‘返老还童’存在于蝙蝠、绵羊、鲸鱼和人类等所有动物身上,我们可以复制这个非常基本的过程。在一只小鼠身上做到了,我有理由认为这种方法也适用于人类。”

参考文献

[1]Lu, Y., Brommer, B., Tian, X. et al. Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision. Nature 588, 124–129 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4

[2]https://edition.cnn.com/2022/06/02/health/reverse-aging-life-itself-scn-wellness/index.html

编译:鳕鱼

编辑:靳小明 酥鱼

排版:尹宁流

题图来源:《本杰明·巴顿奇事》

论文信息

发布期刊Nature

发布时间2020年12月2日

论文标题Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision

(DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4)

文章领域医疗,生物技术

研究团队

通讯作者David Sinclair:哈佛医学院的分子生物学家。

David Sinclair | 图源见水印

posted @ 2022-07-03 09:11 作者:admin  阅读:
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