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CNS快讯|抗衰老重大突破:细胞重新编程可恢复年老小鼠年轻表观遗传信息并恢复视力

2020年12月09日 浏览量: 评论(0) 来源:威斯腾生物 作者: 责任编辑:admin
摘要:哈佛大学、耶鲁大学等组成的研究团队用一种“里程碑式”的疗法恢复了老年小鼠、视网膜神经受损小鼠的视力,该疗法可以使细胞恢复到“更年轻”状态,有朝一日或有助于治疗青光眼和其他衰老疾病。

衰老是一种自然的过程,是人体机能变缓的直接表现。古今中外,无论是历代的君王,还是年轻女子,无一不想青春永驻,美丽常在,然而数千年来人类始终无法攻克衰老。自进入新世纪以来,随着人们生活水平的提高,和对健康生活方式的追求,中医"治未病"理论深入人心,人们越来越多关注药膳保健,以增强免疫调节,抵抗衰老。然而,抗衰老需要讲究科学。科研人员在抗衰老的路上一直在不断地探索,并不断有新的发现。

近日,哈佛大学、耶鲁大学等组成的研究团队用一种“里程碑式”的疗法恢复了老年小鼠、视网膜神经受损小鼠的视力,该疗法可以使细胞恢复到“更年轻”状态,有朝一日或有助于治疗青光眼和其他衰老疾病。该研究提出了一种逆转动物视觉衰老时钟的新方法,即通过表观遗传重编程,让一些细胞处于“年轻”状态,使其能够更好地修复或替换受损组织。相关研究于近日发表在《Nature》上。

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随着时间的流逝,DNA甲基化模式的变化是衰老时钟的基础,但是年长者是否保留恢复这些模式所需的信息,如果答案是肯定的,科学家对于这是否可以改善组织功能尚不清楚。研究人员通过重置DNA上随细胞老化而积累的数千种化学标记,恢复了老年小鼠、视网膜神经受损小鼠的视力。但研究人员提醒,目前为止,研究只在小鼠身上进行了试验,该方法是否适用于人类,或其他因时间而受损的组织、器官,还有待观察。

衰老以多种方式影响着我们的身体,包括添加、移除或改变DNA上的甲基等化学基团,随着年龄的增长,这些“表观遗传”变化会不断累积。有研究人员提出,追踪这些变化可以作为校准分子时钟以测量生理年龄的一种方式,这种评估考虑了生物磨损,可能会与实际年龄有所不同。

这些现象就提出了表观遗传变化导致衰老的可能性。有研究团队早在2016年报告了在基因改造小鼠中表达4种基因对小鼠衰老的影响,其结果显示,衰老缓慢的小鼠有更年轻的表观遗传标记模式。但该项技术也有缺点:如果重置基因出现多余拷贝或表达时间过长,一些小鼠会患上肿瘤。

科研人员找到一种更安全的方法来恢复细胞活力。他们舍掉上文研究小组使用的与癌症有关的1种基因,并将剩下的3种基因塞进某病毒中,该病毒可以将它们带入细胞。不仅如此,他还加入了一个“开关”,通过给小鼠注射药物来启动基因,如果不予给药,基因就会关闭。

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科研人员取出小鼠眼睛的视网膜神经,并将病毒注射到小鼠的眼睛里,观察3个基因的表达是否能让小鼠受伤的神经再生。研究结果证明,这一系统改善了与年龄相关的视力丧失或眼压升高的小鼠视力,还将小鼠和实验所用人类细胞的表观遗传模式重置为更年轻的状态。研究人员称目前还不清楚细胞是如何保持更年轻的表观遗传状态,他们正在试图找出答案。

目前有单位正在进行临床前安全性评估,以开发这项技术用于人类。科学家表明这将是一种治疗视力丧失的创新方法,但在安全应用于人类之前可能还需要一些改进。

眼睛是五官之首,是心灵的窗口。大脑中大约有80%的知识和记忆都是通过眼睛获取,所以保护视力,保护眼睛是至关重要的一项工程。如果长期不注意用眼卫生,会导致视力下降,严重者导致失明。失明是仅次于死亡和恶性肿瘤的最大恐惧,如果双眼视力丧失,对人的生命质量,对世界的感知,学习等等造成的损失是不可低估的。

随着现在信息时代的发展,我们的眼睛几乎每天都要长时间接触手机、电脑等电子产品,我国患有青光眼等眼科疾病的患者日益攀升。据有关资料显示,青光眼已成全球第二位致盲性眼病,致盲率高,严重威胁着人体健康。青光眼是由视神经受损引起的疾病,这种神经损伤通常与眼内房水无法正常排出,导致眼内压力升高有关。随着时间的推移,患者的视觉盲点会逐渐扩大。

前不久,有科研人员首次在视神经区域中识别出干细胞,该区域的干细胞将信号从眼睛传递到大脑,并提出了一种新的理论,说明了为什么会患上青光眼,并为治疗青光眼,提供了潜在新疗法。相关研究发表在《PNAS》上。

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科研人员经过52次试验,成功地在培养基中培养了筛板干细胞,这是一个充满挑战的过程。最终,研究小组发现干细胞可以被诱导分化为几种不同类型的神经细胞。这些包括神经元和神经胶质细胞,它们对于不同大脑区域的细胞修复和细胞置换很重要。

这一发现对于影响视神经的眼部疾病可能会改变治疗策略。研究小组计划使用转基因小鼠,来观察筛板干细胞的耗竭如何导致青光眼等疾病的发生,并阻止细胞修复的。研究人员未来还需要进一步的研究来探索神经干细胞的修复机制。如果科研人员能够识别出这些细胞分泌的关键生长因子,它们可能会作为鸡尾酒疗法来延缓青光眼和其他与年龄相关的视力障碍的进展。

这一令人振奋的发现可能会给年龄有关的视力疾病领域带来巨大的变化。数百万青光眼患者迫切需要新的治疗方法,这项研究也为他们提供了新的希望。

文章参考

1. Nature:Yuancheng Lu, Benedikt Brommer,etal,Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision.Nature.2020

2.ProfileS. L. Bernstein, Y. Guo, C. Kerr,  etal,The optic nerve lamina region is a neural progenitor cell niche.PNAS.2020

3.南方都市报:抗衰老疗法重大突破:细胞重新编程逆转生物钟可恢复小鼠视力

4..中国科学报:逆衰老!生物钟逆转可恢复年老小鼠视力

5.【PNAS】重大进展!科学家首次识别视神经干细胞,或可治疗视力丧失!

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