我們距“逆齡生長(zhǎng)”還有多遠(yuǎn) ——斯坦福大學(xué)研究人員對(duì)于干細(xì)胞的新研究

生命是一列沒(méi)有沒(méi)有回程的特快高鐵,一旦啟動(dòng),永無(wú)回頭。

Just yet!

Vittorio Sebastiano是斯坦福大學(xué)生殖生物學(xué)的研究教授。照顧干細(xì)胞(Stem Cell,一種未充分分化、尚不成熟的細(xì)胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫(yī)學(xué)界稱為“萬(wàn)用細(xì)胞”)是他每天的工作內(nèi)容之一。他有一個(gè)雄心勃勃的目標(biāo):逆轉(zhuǎn)人類的衰老。以下,是知名雜志《鸚鵡螺》對(duì) Vittorio Sebastiano教授的采訪記錄:

1. 你的工作對(duì)衰老研究有什么影響?

通常情況下,細(xì)胞功能重編過(guò)程與細(xì)胞老化過(guò)程同時(shí)發(fā)生。我正在研究是否可以把兩者分開(kāi)。我的假設(shè)是:我們可以誘導(dǎo)細(xì)胞回春(cellular rejuvenation)而不改變它的功能。 如果我們能夠做到這一點(diǎn),我們可以開(kāi)始考慮延緩衰老的可行方法。

2. 功能重編(functional reprogramming)與老化重編(aging reprogramming)有什么區(qū)別?

皮膚細(xì)胞表達(dá)某些蛋白質(zhì)(比如保護(hù)皮膚的角蛋白),干細(xì)胞負(fù)責(zé)代謝,這些都屬于細(xì)胞的特異性功能。

細(xì)胞功能重編后,它將是功能完全不同的另一種細(xì)胞。然而,年齡只是細(xì)胞的有用程度,老化重編不改變細(xì)胞的功能、性質(zhì)。年輕的角質(zhì)形成細(xì)胞比年長(zhǎng)的角質(zhì)形成細(xì)胞更年輕,但都是角質(zhì)形成細(xì)胞。

如果將一種完全致力于某種功能的老化細(xì)胞的細(xì)胞核移植到卵母細(xì)胞中,它將變?yōu)橐环N多功能胚胎細(xì)胞。這意味著它恢復(fù)到了最年輕的狀態(tài),并可以成為身體的任何一種細(xì)胞。這讓我很震驚。

3. 如何培育多能細(xì)胞(pluripotent cell)?

培育多能細(xì)胞有兩種方法。一種是體細(xì)胞核移植(somatic cell nuclear transfer):

將非多能細(xì)胞(如肝細(xì)胞或或者任何其它細(xì)胞)的細(xì)胞核分離出來(lái)并移植到一個(gè)被剝奪了自身細(xì)胞核的卵子中。這將產(chǎn)生重組胚胎,其細(xì)胞質(zhì)是原始卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞核是被分離的非多能細(xì)胞的細(xì)胞核。由于胚胎細(xì)胞天然具有多能性,所以,將胚胎放入培養(yǎng)皿中可以建立多能干細(xì)胞系。

此外,三年前獲得諾貝爾獎(jiǎng)的日本研究員Shinya Yamanaka展示了另一種被稱為“誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)”的技術(shù)。他表示,如果花幾周時(shí)間提高非多能細(xì)胞四種特定轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),則可以創(chuàng)建一個(gè)胚胎樣程序,并以某種方式消除細(xì)胞的表觀遺傳記憶,使它們更年輕。

4. 我們距離在治療中使用多能性誘導(dǎo)還有多遠(yuǎn)?

首次使用iPCS的臨床試驗(yàn)即將進(jìn)入第一和第二階段。但是,當(dāng)涉及臨床試驗(yàn)的應(yīng)用時(shí),必須考慮很多并發(fā)癥,所以進(jìn)程會(huì)有些慢。未來(lái),將有更多的臨床試驗(yàn)基于iPSs。 例如,我正在與一個(gè)基于iPS的平臺(tái)合作,治療稱為大皰性表皮松解癥的皮膚病。我們正試圖在接下來(lái)的幾年中將其推向臨床前階段,如果順利,我們將有可能開(kāi)始進(jìn)入I期臨床試驗(yàn)階段。

5. 為什么多能性會(huì)隨著細(xì)胞的成熟而喪失?

多能性(pluripotency)只是細(xì)胞生長(zhǎng)中的一個(gè)暫時(shí)特性,如果不能被嚴(yán)格控制,將成為生命體的威脅。人體如果失去控制多能性的能力,細(xì)胞則開(kāi)始制造異位(或異常)的組織、器官以及腫瘤樣腫塊。但是,如果從體內(nèi)提取細(xì)胞并將它們放入培養(yǎng)物中,多能性可成為細(xì)胞的組成特征。作為一種人工制品,多能性可以在體外維持。

6. 生殖細(xì)胞對(duì)衰老具有免疫力?

是,也不是。它們肯定會(huì)老化,但與其它細(xì)胞的老化程度不同。

90歲的男性仍然有生殖細(xì)胞和精元干細(xì)胞,雖然與30歲男子的精子明顯不同。然而,與身體其它細(xì)胞的老化程度相比,它們要輕微的多。

由于卵巢中沒(méi)有生殖干細(xì)胞,缺乏保持年輕的分子程序,女性的細(xì)胞隨著年齡的增長(zhǎng)而老化。 但是,一旦卵子和精子結(jié)合,就有一個(gè)老化擦除機(jī)制(aging erasure mechanism),這具有胚胎特異性,其原理我們尚不了解。

7. 為什么要把功能重編和老化重編分離?

體細(xì)胞核移植和iPS衍生的實(shí)驗(yàn)清楚地表明:功能重編和老化重編可以實(shí)現(xiàn)。但是,這些技術(shù)的效率非常低,重編至胚胎期的過(guò)程還可能導(dǎo)致致瘤細(xì)胞,不能被用作全身抗衰老措施。

如果我們能夠?qū)⑦@兩種類型的重編分開(kāi),在不觸及細(xì)胞功能的情況下實(shí)現(xiàn)年齡重編。那么,原則上,我們可以將年齡重編應(yīng)用于體內(nèi)的每一個(gè)細(xì)胞并使其恢復(fù)活力。

8. 你將采用什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)功能重編與老化重編的分離?

我的實(shí)驗(yàn)室正使用一種非常類似于iPS派生的方法進(jìn)行分離。與IPS相比,我們可以在非常短的時(shí)間內(nèi)以非常可控的方式進(jìn)行重新編程。

我們發(fā)現(xiàn),通過(guò)這種方法,我們可以消除或恢復(fù)大量的細(xì)胞衰老,同時(shí)保持細(xì)胞的功能不變。 我們還發(fā)現(xiàn),與iPS衍生不同,我們的恢復(fù)過(guò)程非常有效,并適用用很多細(xì)胞。我們希望,有一天我們可以找到一種方法將其應(yīng)用于身體的所有細(xì)胞。

9. 是什么啟發(fā)你去探索這個(gè)問(wèn)題?

我們受到繁殖成就復(fù)興的啟發(fā)。每個(gè)物種新生的個(gè)體都是全新的、年輕的。否則,生命將在幾個(gè)繁殖周期內(nèi)滅絕。其具體原理我們尚不清楚,可能是生殖細(xì)胞中某種特殊的機(jī)制可以延緩其衰老過(guò)程,也可能是胚胎設(shè)置的重編機(jī)制,或兩者結(jié)合。

可以肯定的是,繁殖是細(xì)胞衰老和功能重編的自然過(guò)程。如果我們能夠理解繁殖重新調(diào)整細(xì)胞時(shí)鐘的機(jī)制,我們也許可以將這兩種機(jī)制分開(kāi),并用它來(lái)重置細(xì)胞的時(shí)鐘,作為衰老和衰老相關(guān)疾病的治療方法。

10. 如何看待年齡逆轉(zhuǎn)的倫理問(wèn)題?

20世紀(jì)80年代時(shí),使克隆動(dòng)物成為可能的核轉(zhuǎn)移技術(shù)令人擔(dān)憂。另一方面,來(lái)自核轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)的知識(shí)導(dǎo)致誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)的發(fā)現(xiàn)?,F(xiàn)在,人們并不擔(dān)心我們會(huì)克隆人,并且每個(gè)人都對(duì)iPS在再生醫(yī)學(xué)的運(yùn)用而感到興奮。

抱負(fù)是遠(yuǎn)大的,潛在的應(yīng)用卻可能是戲劇性的。誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS)的發(fā)現(xiàn)但這并不意味著我們會(huì)變得不朽。 畢竟,無(wú)論如何,我們終有一死。 我們只是更好地解決老齡化問(wèn)題,開(kāi)發(fā)更好的藥物,讓人們更快樂(lè),更健康。

原文鏈接:http://nautil.us/issue/57/communities/does-aging-have-a-reset-button

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