New Method Rejuvenates Skin Cells, Signaling Potential Transformation in Regenerative Medicine

英国巴布拉汉研究所的科学家在《电子生活》(eLife)杂志上发表研究成果,他们成功开发出一种名为 “成熟期瞬时重编程” 的新方法,能够在不损害人类皮肤细胞特殊功能的前提下,逆转细胞的衰老时钟,使皮肤细胞仿佛 “返老还童” 30 年。尽管该课题尚处于探索初期,但却有可能给再生医学领域带来颠覆性的改变。

 

随着年龄的增长,细胞功能逐渐下降,基因组也会累积众多衰老生物标记。再生生物学致力于修复或替换细胞,其中关键的一步是创造 “诱导” 干细胞。2007 年,日本科学家山中伸弥首次成功地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能力的干细胞,他对干细胞进行重新编程大约需要 50 天,并且使用了 4 种被称为 “山中因子” 的关键分子。

 

“成熟期瞬时重编程” 方法以山中伸弥的方法为基础,不过仅让衰老细胞暴露于 “山中因子” 下 13 天。在这个过程中,细胞内与年龄相关的变化被消除,细胞暂时失去 “身份”。随后,研究人员让这些部分重编程的细胞在正常条件下生长,以观察其特定的皮肤细胞功能是否能够恢复。基因组分析显示,衰老细胞重新获得了皮肤细胞(成纤维细胞)的特征标记,同时,研究人员还观察到这些重编程的细胞能够生成胶原蛋白,这也进一步证实了细胞功能的恢复。此外,通过表观遗传钟和转录组这两种测量细胞年龄的方法,研究人员证实重新编程的细胞在外观上与对照组年轻 30 岁的细胞相匹配。

 

这项技术的潜在应用不仅体现在细胞外观上更年轻,还在于其功能是否如同年轻细胞。最新研究结果表明,与未经历重编程过程的对照细胞相比,再生的成纤维细胞能够产生更多的胶原蛋白,并且能够更快速地进入需要修复的区域,这意味着未来它有望在伤口愈合方面发挥更好的作用。不仅如此,新方法还对与衰老性疾病相关的基因产生了影响,例如与阿尔茨海默病相关的 APBA2 基因以及在白内障恶化中起作用的 MAF 基因,都呈现出向 “年轻化” 转变的迹象,所以这项研究未来还有可能应用于这些疾病的治疗领域。然而,目前研究人员尚未完全明晰 “瞬间重新编程” 成功背后的机制,他们计划接下来深入探究这一问题。他们推测,参与形成细胞身份的基因组关键区域可能会避开重新编程过程。