研究结果可能导致治疗衰老的靶向方法。
巴布拉罕研究所（BabrahamInstitute）的研究已经开发出一种将人体皮肤细胞“时间跳跃”30年的方法，在不失去其特殊功能的情况下逆转细胞的衰老时钟。该研究所表观遗传学研究项目的研究人员的工作已经能够部分恢复老年细胞的功能，以及恢复生物年龄的分子测量。该研究于今天（年4月7日）发表在eLife杂志上，虽然处于探索的早期阶段，但它可能会彻底改变再生医学。
什么是再生医学？
随着年龄的增长，我们细胞的功能下降，基因组积累了衰老的痕迹。再生生物学旨在修复或替换细胞，包括旧细胞。再生生物学中最重要的工具之一是我们创造“诱导”干细胞的能力。该过程是几个步骤的结果，每个步骤都会擦除一些使细胞专业化的标记。从理论上讲，这些干细胞有可能成为任何细胞类型，但科学家们还不能可靠地重建将干细胞重新分化成所有细胞类型的条件。
第一张图片中的年轻成纤维细胞，两者在10天后，在右侧进行治疗，最后两次是在13天后，右侧进行治疗。红色表示已恢复的胶原蛋白生成。
时光倒流
这种新方法基于科学家用来制造干细胞的诺贝尔奖获奖技术，通过停止重新编程，克服了完全擦除细胞身份的问题。这使得研究人员能够找到重编程细胞之间的精确平衡，使它们在生物学上更年轻，同时仍然能够恢复其特殊的细胞功能。
年，山中伸弥是第一位将具有特定功能的正常细胞转化为具有发育成任何细胞类型的特殊能力的干细胞的科学家。干细胞重编程的整个过程大约需要50天，使用称为山中因子的四种关键分子。这种称为“成熟期瞬时重编程”的新方法将细胞暴露于山中因子仅13天。此时，与年龄相关的变化被删除，细胞暂时失去了它们的身份。给予部分重编程的细胞在正常条件下生长的时间，以观察其特定的皮肤细胞功能是否恢复。基因组分析表明，细胞已经恢复了皮肤细胞（成纤维细胞）的特征标记物，这通过观察重编程细胞中胶原蛋白的产生得到了证实。
年龄不仅仅是一个数字
为了证明细胞已经恢复活力，研究人员寻找衰老标志的变化。正如该研究所WolfReik实验室的博士后DiljeetGill博士所解释的那样，他作为博士生进行了这项工作：“我们在过去十年中在分子水平上对衰老的理解取得了进展，从而产生了使研究人员能够测量人类细胞中与年龄相关的生物学变化的技术。我们能够将其应用于我们的实验，以确定重新编程新方法实验程度。
研究人员研究了细胞年龄的多种测量方法。第一个是表观遗传时钟，其中存在于整个基因组中的化学标签表示年龄。第二个是转录组，细胞产生的所有基因读数。通过这两项测量，与参考数据集相比，重新编程的细胞与年轻30岁的细胞的轮廓相匹配。
这种技术的潜在应用取决于细胞不仅看起来更年轻，而且像年轻细胞一样发挥作用。成纤维细胞产生胶原蛋白，胶原蛋白是一种存在于骨骼，皮肤肌腱和韧带中的分子，有助于为组织提供结构并愈合伤口。与未经历重编程过程的对照细胞相比，恢复活力的成纤维细胞产生更多的胶原蛋白。成纤维细胞也会进入需要修复的区域。研究人员通过在培养皿中的一层细胞中创建人工切割来测试部分恢复活力的细胞。他们发现他们治疗的成纤维细胞比旧细胞更快地进入间隙。这是一个有希望的迹象，有一天这项研究最终可以用来创造更善于愈合伤口的细胞。
在未来，这项研究也可能开辟其他治疗可能性;研究人员观察到，他们的方法还对与年龄相关的疾病和症状相关的其他基因有影响。与阿尔茨海默病相关的APBA2基因和在白内障发展中起作用的MAF基因都显示出年轻转录水平的变化。
成功的瞬态重编程背后的机制尚未完全理解，并且是下一块要探索的难题。研究人员推测，基因组中涉及塑造细胞身份的关键区域可能会逃避重编程过程。
Diljeet总结道：“我们的研究结果代表了我们对细胞重编程的理解向前迈出的一大步。我们已经证明，细胞可以在不失去功能的情况下恢复活力，并且恢复活力看起来可以恢复旧细胞的某些功能。事实上，我们还看到了与疾病相关的基因中衰老指标的逆转，这对这项工作的未来特别有希望。
表观遗传学研究项目的小组负责人WolfReik教授最近转而领导AltosLabs剑桥研究所，他说：“这项工作具有非常令人兴奋的意义。最终，我们可能能够识别出无需重新编程即可恢复活力的基因，并专门针对那些减少衰老影响的基因。这种方法有望带来有价值的发现，可以开辟一个惊人的治疗视野。
Multi-omicrejuvenationofhumancellsbymaturationphasetransientreprogramming”7April,eLife.DOI:10./eLife.
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