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新技術13天逆轉人皮膚細胞“時鐘”

近日,一項發表於eLife的研究中,研究人員將皮膚細胞“生物鐘”逆轉30年,從成熟細胞中產生幹細胞。該方法未來可用於皮膚疾病治療。

(示意圖源:互聯網)

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事實上,早在2007年“返老還童”就不只是電影、武俠小說裡的內容了,至少在細胞層面是這樣。

2007年,日本京都大學的Shinya Yamanaka開發了一種技術,可通過插入4種被稱為“Yamanaka因數”的轉錄因數,逆轉細胞發育,將成熟皮膚細胞轉化為幹細胞。普通細胞要暴露於這些分子中大約50天的時間,才能重編程為誘導性多能幹細胞(iPSCs)。相關研究為Yamanaka贏得了2012年諾貝爾生理學或醫學獎。

但上述細胞的“返老還童”術有個和天山童姥每次返老還童後內功需重新練起一樣的缺陷,“當你把一個細胞變成iPSC時,該細胞就不再具備原來的特性和功能。”英國劍橋巴布拉漢研究所的Diljeet Gill說。

而Gill和其同事攻克了這個問題,他們設計開發出一種技術,利用“Yamanaka因數”使皮膚細胞在不失去原有功能的情況下恢復活力。

研究人員從3名平均年齡在50歲左右的人類捐贈者身上採集了皮膚細胞樣本,然後將這些樣本細胞在“Yamanaka因數”下僅暴露13天,以部分抑制細胞衰老。然後他們去除“Yamanaka因數”,讓細胞繼續生長。

隨著年齡增長,人類的DNA會被化學物質標記,所以追蹤這些標記可以幫助我們確定身體年齡,這就是人類的表觀遺傳時鐘。隨著時間推移,人體的一些基因會啟動或關閉,其集合被稱為轉錄組。

Gill團隊發現,通過上述方法處理後的部分重編程細胞的表觀遺傳時鐘和轉錄組圖譜與年輕30歲人群的皮膚細胞表觀遺傳時鐘、轉錄組圖譜相匹配。而且這些恢復活力的細胞可以像年輕細胞一樣發揮功能,並比那些未重編程的細胞產生更多的膠原蛋白。

當將重編程細胞和未重編程細胞放置在人工創口上時,前者能比後者以更快地速度以縮小傷口。

“就像年輕人比年長者傷口癒合得更快一樣。”同樣在巴布拉罕研究所工作的研究團隊成員Wolf Reik說,“這些重編程細胞不僅是在分子層面同年輕細胞一樣,而且這些細胞的功能也更像年輕細胞,這太令人興奮了。”

Reik說,這項研究的關鍵進展在於,能夠在不改變細胞特性或功能的情況下,大幅恢復細胞活力。

Gill指出,上述研究可能為治療燒傷和潰瘍等皮膚疾病帶來福音,“此外,另一個好消息是,這些重編程細胞不會被人體排斥,因為它們本就是自身的細胞。”

據悉,目前,研究團隊只在皮膚細胞中測試了這項技術,他們正在探索是否能在其他類型的細胞中施展同樣的“返老還童”術◆ 

(據互聯網)

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