科学家发现,通过打开和关闭特定基因,进而编辑表观基因组,也许可以在某种程度上实现长生不老。
圣地亚哥索尔克生物研究所(SalkInstituteforBiologicalStudies)近期的实验利用“返老还童妙药”,成功地治愈了老鼠的早老症(progeria)——老鼠所有早衰的器官、细胞全部恢复正常水平。
这是目前一种先进的基因“重新编程”技术:重置基因表观记号,即改变细胞中决定哪些基因开启和关闭的化学开关。抹去这些记号后,一个细胞仿佛忘记了自己该长成皮肤细胞还是骨头细胞,而“倒退”回更原始的胚胎状态。很多实验室使用这种技术制造干细胞。
然而索尔克生物研究所的JuanCarlosIzpisuaBelmonte在实验将此技术用于生物体,甚至人体。他认为这可能就是人类的“长生不老药”。
IzpisuaBelmonte认为,这种技术将人的寿命在目前的基础上再延长30~50年是很可能实现的。“我认为能活到岁的人现在已经出生了。我很确信。”
这种技术最早来自获得诺贝尔奖的日本科学家山中伸弥(ShinyaYamanaka)的发现。早在年,他发现向成人细胞中加入四种蛋白质,可以实现细胞的“重新编程”,可以让细胞从外观和功能上都退回到胚胎状态。这些蛋白质的组合被称为“山中要素”(Yamanakafactors)。
成功应用的例子
很多科学家认为山中的发现将为器官移植手术带来革命。日本科学家为一位80岁的女子治疗黄斑变异的眼疾。他们从她身上取得细胞样本,利用“山中要素”将细胞退回到胚胎状态,再引导这些细胞长成视网膜细胞。年,这位女子成为世界上首位利用实验室培养的器官进行移植的患者。手术后,她的眼睛感觉“更明亮”,视力不再恶化。
在此之前,西班牙国家癌症研究中心的研究者把这一技术向另一个方向发展——在基因组中获得这套“山中要素”拷贝的老鼠,也能实现细胞的再编程。由此研究者发现,这种技术不仅在培养皿中可用,在成年动物体内一样有效。
科学家认为这将为人类造出真正的“灵丹妙药”,有可能实现整个人体的年轻化。
风险
然而科学家意识到潜在的风险。过度清除基因甲基化记号,将导致细胞失去“身份信息”。索尔克生物研究所的研究员PradeepReddy说:“你清除了它们的记忆。这些空白的细胞可能长成正常的细胞,也可能长成没有能力执行其既定目标任务的细胞,也可能长成癌细胞。”
因此在本文开头的实验中,就在研究者为这样的结果兴奋不已的时候,这些老鼠在接受治疗后三四天内仍然死去。致死的原因是治疗引发细胞变异导致肿瘤。研究者估计,可能与返老还童药物使用过量有关。
改进版:真的找到长生不老药了吗?
年,IzpisuaBelmonte的研究组改进了办法,可以控制患有早老症老鼠使用“山中要素”的药量。这次,它们通过基因编辑,让老鼠的身体自己产生“山中要素”,但是要在抗生素多西环素(doxycycline)的激发下产生。
他们把老鼠分组,一组随时都能饮用带有多西环素的水源;另一组一周中只有两天水里放有多西环素。结果显示,喝了很多抗生素的老鼠很快就死掉了;而有节制摄取抗生素的老鼠没有长肿瘤,而且身体更健壮,肾脏和脾脏功能都更好,心脏也跳动得更有力。
总体上,这些老鼠比一般的老鼠寿命长了30%。
IzpisuaBelmonte的这份研究在权威刊物《细胞》(Cell)上发表后,吸引了同行的