前沿 | 干细胞立功了！这群科学家找到了重焕青春的方法？
本文转载自药明康德“康健新视野”微信公众号
本周，干细胞疗法新锐公司BlueRock Therapeutics获得2.25亿美元投资的新闻无疑是业内最受关注的焦点之一。而在今日，知名学术期刊《细胞》上的一篇论文则再次让火热的干细胞领域升温——来自Salk研究所的科学家们发现，利用干细胞诱导技术，衰老的小鼠竟能重焕青春！
说到干细胞诱导技术，就不得不提山中伸弥教授。这位干细胞研究领域的先驱者之一在2006年，与他的博士生高桥和利一道，阐明了诱导多能干细胞的方法。他们发现，只需要提供Myc、Oct3/4、Sox2与 Klf4四个转录因子，就足以让成熟细胞穿越“时光隧道”，变回胚胎干细胞。这些干细胞能在医学上得到极大的应用，山中伸弥教授也因此分享了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。
▲干细胞领域先驱者之一山中伸弥教授带来的技术，有望让科学家们带来返老还童的秘方（图片来源：WSJ）
Juan Carlos Izpisua Belmonte教授是加州Salk研究所的一名教授。在详细分析了山中伸弥教授的方法后，他的脑中诞生了一个奇妙的想法——如果成熟细胞在这四个转录因子的作用下，能够变回最初干细胞的模样，那么倘若我们降低这几个转录因子的浓度，是否就能把时钟稍微往回拨上几年，让细胞变成几年前的样子呢？如果可以，这是否意味着生物就能返老还童，变得年轻呢？
为了回答这个问题，科学家们设计了一系列的实验。首先，他们分离出了小鼠和人类的细胞，并依照他们的想法进行了尝试。实验结果好得惊人——无论是DNA损伤，还是细胞器的缺陷，这些细胞衰老的标记在这四个转录因子的作用下，都出现了显著的减少。换句话说，在体外的细胞实验中，这个思路得到了很好的验证。
“它有潜力改变衰老的进程。”本篇论文的作者们在文章中写道。
▲Juan Carlos Izpisua Belmonte教授与他的研究团队做出了突破性的发现（图片来源：Salk）
然而体外实验只是说明了这一想法的可行性，并不意味着它能在动物体内起到同样的效果。为了证明这一方法的潜力，研究人员们又进一步进行了动物实验。他们用基因改造的方法，获取了一批出现早衰的小鼠。这些小鼠衰老得特别快。用人类的年龄做比，它们的实际年龄还在婴儿期时，生理年龄就已经和70岁的老年人一样。
在这些早衰的小鼠中，研究人员注射入了这四种能够诱导干细胞产生的转录因子，并热切地期盼着实验结果。几个月后，奇迹发生了。接受注射的小鼠平均寿命从18周延长到了24周，足足延长了三分之一。这些小鼠的脾脏、皮肤、肾脏、血管和胃部无论从外观，还是从功能上看，都变得更为年轻。这些器官也能够重新产生新的细胞，进行自我更新。
▲小鼠的多项生理指标都出现了“返老还童”（图片来源：《细胞》）
此外，在正常衰老的小鼠中，这四个转录因子也同样起到了返老还童的作用——它们的肌肉能够再次自我更新，胰脏细胞也和年轻小鼠表现相近。
通过对这些“返老还童”细胞的研究，科学家们发现许多表观生物学层面上的印记出现了显著的改变。他们相信，这四个转录因子通过预防这些分子层面上的变化，延缓了衰老的进程。
麻省理工学院（MIT）的Lenny Guarente教授是一位知名的衰老研究人员，他对这项研究赞誉有加，并认为它“太不可思议了”。与此同时，他也表现出了谨慎的乐观，并强调这个全新的概念需要进一步的验证。“这四个分子能在系统层面影响成年动物的衰老，这非常引人注目，”Guarente教授说：“如果这个发现的确是真实的，那它无疑将会是个突破。”
▲衰老领域知名科学家Lenny Guarente教授认为这项研究有望成为突破（图片来源：MIT）
尽管在小鼠实验中取得了令人赞叹的结果，这项研究离让人类延年益寿还有一定的距离。研究人员们发现，这四个转录因子的浓度直至关重要。先前的研究表明，倘若浓度过高，它们就会在生物体内引发大量肿瘤的产生。想要在人体上进行试验，我们还需要更多的研究。
“我能预见将来用化合物来诱导细胞重编辑，让人类组织和器官重焕青春的这一幕，” Izpisua Belmonte教授说：“涂抹也好，注射也好，这些分子能够让皮肤、肌肉或骨骼变得年轻。我相信它们有望在10年内进入人体试验。”
参考资料：
[1] Fountain-of-youth molecules make mice young again, extending their lives
[2] In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming
[3] Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors