返老还童不再是神话？
年4月8日，发表在《eLife》上的一项新研究中，来自英国剑桥大学领导的研究团队开发了名为“成熟期瞬时重编程”的方法，成功将中年志愿者的皮肤细胞年轻了30岁。
这种新方法比十年前获诺奖的的诱导多能干细胞技术更进一步地逆转了衰老时钟，而且不会损害细胞，甚至还可以部分恢复老年细胞中已经丧失的功能。
天让皮肤细胞年轻30岁此次研究对象是人类皮肤中的成纤维细胞，这种细胞负责分泌胶原蛋白，在伤口愈合中也有重要作用。
具体方法，先给衰老的成纤维细胞转入山中伸弥发现的4种转录因子，10-17天左右进入成熟期后，再把这些因子移除，让细胞恢复正常状态。
在中间阶段，成纤维细胞的形态和基因表达水平发生变化，去除后再次回到成纤维细胞状态。
一通操作下来，重编程后的细胞大致与年轻了30岁的细胞特征匹配。
在后续对比试验中，研究人员发现让转录因子表达13天是最佳平衡点。
这种新方法被命名为MPTR(成熟期瞬时重编程，Maturationphasetransientreprogramming)。
为了证明这些细胞已经恢复了活力，研究人员观察了衰老标志的变化。Babraham研究所表观遗传学研究项目负责人WolfReik教授实验室的博士后、当时参与该项工作的博士生DiljeetGill解释道：“在过去十年中，我们在分子水平上对衰老的理解取得了许多进展，并产生了一些使研究人员能够测量细胞中与年龄有关的生物变化的技术。我们能够将这些技术应用于我们的实验，以确定我们的新方法所实现的重编程的程度。”
研究人员观察了细胞年龄的多种衡量标准。第一个是表观遗传时钟，通过存在于整个基因组中的化学标签反映年龄。第二个是转录组，即细胞产生的所有基因表达。通过这两个衡量标准，重编程的细胞与参考数据集相比，符合较之年轻30岁的细胞的特征。
02不仅仅是看起来更年轻这项技术的潜在应用在于细胞功能的年轻化，而不仅仅是看起来更年轻。
成纤维细胞（皮肤组织中一类已经完成分化的细胞）产生胶原蛋白，这是一种存在于骨骼、皮肤肌腱和韧带中的分子，有助于为组织提供结构支撑并治愈伤口。与没有经历重编程的对照组细胞相比，恢复“青春”的成纤维细胞能产生更多的胶原蛋白。成纤维细胞也会移动到需要修复的区域。
研究人员通过在培养皿中的细胞层中制造一个人工切口来探究部分“逆龄”细胞的功能。他们发现经处理过的成纤维细胞能比老细胞更快地进入缺口。这个迹象表明该研究很有希望被应用于制造出能更好地愈合伤口的细胞。
03新技术建立在诺奖基础上这次研究使用的方法被称为细胞重编程，这项新技术建立在获得年诺贝尔奖生理学或医学奖得主、日本京都大学教授山中伸弥的体细胞重编程技术的基础上。
随着人年龄不断增长，细胞的功能下降，基因组会积累很多衰老生物标记。再生生物学旨在修复或替换细胞，实现这一点最重要的一个方面是创造出“诱导”干细胞。
山中伸弥的体细胞重编程是将体细胞转化为诱导多能干细胞（iPSC）的过程，以逆转与年龄有关的变化。然而，在iPSC重编程过程中，体细胞的身份丢失，而且可能难以重新获得，因为重新分化的iPSC往往类似于胎儿而不是成熟的成人细胞。这意味着细胞将失去其特性。此外，IPSC技术使用被称为山中转录因子的四个关键分子，耗时大约需要50天。
但当时的技术还不够成熟，只能一口气消除细胞所有分化特征，并未掌握稳定的再分化手段，诱导过程也比较缓慢，难以真正应用到医学治疗。
这一次，来自英国剑桥巴布拉汉研究所(BabrahamInstitute)的科学家在重编程中找到精确的平衡点，让细胞重返年轻之后还能恢复原本的功能。
04未来研究不局限于皮肤论文一作、博士后DiljeetGill表示，这项研究的意义并不局限于皮肤。
他们在研究中观察到，该方法也能对细胞衰老引起的其他疾病产生影响，比如让阿尔茨海默病相关的APBA2基因和白内障相关的MAF基因转录指标向年轻方向改变。
成功的瞬时重编程背后的机制尚未完全明了，这是下一个要探索的难题。研究人员推测，参与塑造细胞特异化身份的基因组关键区域可能会逃脱重编程过程。
Diljeet总结道：“我们的结果表明，我们对细胞重编程的理解向前迈出了一大步。我们已经证明细胞可以在不失去其功能的情况下恢复活力，并可在这个过程中恢复已分化细胞的某些功能。我们还看到与疾病相关的基因中的衰老指标出现逆转，这一事实让这项工作的未来令人期待。”
WolfReik教授最近就任为跨国生物技术公司AltosLabs剑桥研究所（AltosLabsCambridgeInstitute）的负责人。他说：“这项工作非常令人兴奋。最终，我们或许能够识别出无需重编程即可使细胞‘重返青春’的基因，并专门针对这些基因来减少衰老的影响。这种方法有望带来有价值的发现，从而带领我们进入一个全新的治疗阶段。”
END组稿：陈相利编辑：易小燕
来源：综合自科技日报量子位·QbitAI
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