文章綱要
什么?老鼠“返老還童”?
OSKM和iPSCs它們是啥?
干細(xì)胞可以令人類“返老還童”么?
平時(shí)怎么接地氣地抗衰老?
返老還童
什么?老鼠“返老還童”?
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如何改寫細(xì)胞命運(yùn)?|龐大的人體是由一顆顆小小的細(xì)胞組成,正是它們生老病死的過(guò)程決定了人的生老病死,這是自然不可逆的過(guò)程。但是,在干細(xì)胞領(lǐng)域,這個(gè)定義就要重寫了。為什么呢?如果科學(xué)家們?cè)谡sw細(xì)胞上動(dòng)動(dòng)手腳,比如,把一些轉(zhuǎn)錄因子(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)(簡(jiǎn)稱OSKM)轉(zhuǎn)入體細(xì)胞中,它們就會(huì)重新編碼,形成了誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(Induced Pluripotent Stem Cells,簡(jiǎn)稱iPSCs),之后,它便具備了分化成多種細(xì)胞類型的能力。這聽(tīng)起來(lái)很復(fù)雜,其實(shí),正是這些轉(zhuǎn)錄因子改寫了體細(xì)胞的命運(yùn),就像順時(shí)針走的鐘,硬生生地把它重新掰了回去。
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干細(xì)胞指的是一類能夠自我更新、復(fù)制以及具有分化成多功能細(xì)胞潛力的一類細(xì)胞。
轉(zhuǎn)錄因子指的是能夠和DNA結(jié)合,從而影響從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程的一類物質(zhì),研究表明,它在諸多重要代謝途徑中起到了關(guān)鍵作用。
小鼠成功返老還童|Salk Institute的Belmonte團(tuán)隊(duì)正是利用了這個(gè)原理,對(duì)有早衰現(xiàn)象的小鼠皮膚細(xì)胞進(jìn)行了重編碼,他們發(fā)現(xiàn)這些早衰小鼠們的皮膚狀態(tài)得到了逆轉(zhuǎn)[1]。體外實(shí)驗(yàn)的成功讓他們乘勝追擊,于是他們把OSKM注射進(jìn)早衰小鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)這些小鼠們開(kāi)始“容光煥發(fā)”了,它們的一些代謝疾病和肌肉損傷得到了好轉(zhuǎn),并且壽命也延長(zhǎng)了。那么,如果是正常老齡化的老鼠呢?令人振奮的是,OSKM的注射也能使正常的‘老’老鼠的一些生理指標(biāo)有所改善,如肌肉再生能力增強(qiáng)以及葡萄糖耐受能力增強(qiáng)。
▲ 圖片來(lái)源|Cell, 2016, 167(7): 1719-1733. e12.
看到這里,聰明的你肯定會(huì)問(wèn),這個(gè)神奇的OSKM形成的iPSCs,能不能使人類也返老還童呢?
OSKM和iPSCs它們是啥?
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胚胎干細(xì)胞 Embryonic Stem Cells
1981年,英國(guó)科學(xué)家Martin Evans在小鼠中鑒別出了胚胎干細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)這類細(xì)胞和其他的細(xì)胞相比,具有無(wú)限增殖、自我更新和多向分化的能力。如果說(shuō)其他正常細(xì)胞是‘貓’,那么胚胎干細(xì)胞就像‘叮當(dāng)貓’,它的“萬(wàn)能口袋”可以讓它分化成各種不同的細(xì)胞類型。既然胚胎干細(xì)胞擁有這么強(qiáng)大的武器,如果能夠把它這種‘全能性’利用到醫(yī)療領(lǐng)域,對(duì)于很多病人來(lái)說(shuō)是多么好的福音。可是,因?yàn)槿梭w的胚胎干細(xì)胞不僅難以獲得,而且需要通過(guò)破壞胚胎,所以它的研究一直遭到了很多道德方面的質(zhì)疑和壓制,例如布什政府曾動(dòng)用總統(tǒng)否決權(quán)來(lái)阻止胚胎干細(xì)胞的研究進(jìn)行。
誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞 iPSCs
這時(shí)候,如果有一種細(xì)胞能夠繞開(kāi)這些倫理爭(zhēng)端,同時(shí)又有胚胎干細(xì)胞的屬性,那該有多好!于是乎,在2006年來(lái)自日本京都大學(xué)的山中伸彌教授,提出了“誘導(dǎo)性多功能干細(xì)胞”(iPSCs)的概念[2],這回他用的就是體細(xì)胞而不是胚胎細(xì)胞了。如果用一個(gè)不那么準(zhǔn)確但是簡(jiǎn)言而之的公式來(lái)表示的話就是,iPSCs的技術(shù)≈體細(xì)胞 OSKM→得到類似胚胎干細(xì)胞的功能。再簡(jiǎn)言而之的話就是,iPSCs一躍成為了細(xì)胞界的‘叮當(dāng)貓’。也正是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)的發(fā)現(xiàn),山中伸彌教授獲得了2012年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。而文章前面提到的Salk研究所的Belmonte團(tuán)隊(duì)也正是利用了這個(gè)原理,讓衰老的小鼠“返老還童”。
干細(xì)胞可以令人類“返老還童”么?
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關(guān)于干細(xì)胞和美容,現(xiàn)在市場(chǎng)上謠言太多,而且很多不法商家借這個(gè)噱頭招搖過(guò)市。以上我們舉的這個(gè)小鼠“返老還童”的例子,只是停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的層面。雖然,它是首次在活體動(dòng)物中得到一定的驗(yàn)證,確實(shí)振奮人心,但是,冷靜下來(lái)看,它離人體身上的真正試驗(yàn),還有很長(zhǎng)的一段路要走。
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現(xiàn)在市面上在售的一些關(guān)于干細(xì)胞的美容產(chǎn)品參差不齊,有的是用植物干細(xì)胞,有的用的是動(dòng)物干細(xì)胞,有的則是添加生長(zhǎng)因子。在這里我們只是希望給廣大消費(fèi)者提個(gè)醒,目前關(guān)于干細(xì)胞在美容方面的應(yīng)用還沒(méi)有充足的臨床證據(jù)。在把這些干細(xì)胞產(chǎn)品往臉上涂之前,可以三問(wèn)一下自己,廠家通過(guò)了FDA或其他監(jiān)管部門的批準(zhǔn)嗎?這些干細(xì)胞產(chǎn)品的劑量真的適合嗎?以及是否會(huì)對(duì)人造成排異?如果您對(duì)這幾個(gè)問(wèn)題尚存一絲疑慮,那何必拿自己的臉當(dāng)小白鼠呢?
漫長(zhǎng)的研發(fā)及審批過(guò)程|首先,我們可以先過(guò)一遍宇宙無(wú)敵嚴(yán)格的美國(guó)食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)一個(gè)藥物需要經(jīng)過(guò)多少程序。從臨床前試驗(yàn)(體外以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等)、臨床研究申請(qǐng),再到臨床I期、II期、III期,然后到審批、標(biāo)簽、監(jiān)測(cè),最后才到新藥申請(qǐng)批準(zhǔn)等,共需12個(gè)步驟。作為一個(gè)大公司,起碼需要花費(fèi)5億美元,用時(shí)12-15年,并且在順利的情況下,才能使一種新藥進(jìn)入市場(chǎng)[3]。這其實(shí)是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題,2006年iPSCs被提出后,即使它無(wú)比順利地進(jìn)行,至少要到2018年才能上市,而且,這還只是最最理想化的情況。所以,現(xiàn)場(chǎng)市面上賣的關(guān)于干細(xì)胞的藥品或生物試劑,它的可信度可想而知。
iPSCs潛在的風(fēng)險(xiǎn)|此外,iPSCs的權(quán)威山中伸彌教授在2017年1月17日接受了《紐約時(shí)報(bào)》(The New York Times)的采訪中提到,iPSCs還在研究初期,并且,iPSCs是一把雙刃劍,正因?yàn)樗臒o(wú)限更新和復(fù)制的能力,使它的突變幾率大大上升,從而增加了致癌的風(fēng)險(xiǎn)[4],所以,iPSCs在人體身上的應(yīng)用還需要大量的時(shí)間和實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。不過(guò),話說(shuō)回來(lái),阿姆斯特朗小時(shí)候怎么會(huì)知道自己以后能夠登上阿波羅號(hào)上月球呢?是不?所以,對(duì)于這類“返老還童”的想法,我們需要想象力和理智并存。
平時(shí)怎么接地氣地抗衰老?
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膳食
蔬菜|西蘭花、卷心菜、花生和牛油果等植物中富含一種叫NMN(煙酰胺單核苷酸,Nicotinamide mononucleotide)的物質(zhì),各位親,不是M&M巧克力豆哈。頂級(jí)期刊《細(xì)胞·代謝》(Cell Metabolism)的一篇最新研究表明,NMN可以顯著改善小鼠的一些衰老癥狀,如體重增加、能量代謝下降、胰島素敏感降低以及視力下降等[5]。
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這里給大家梳理一下最近大熱的輔酶、NAD和NADP之類的“抗衰老”物質(zhì)。首先,維生素B3,俗稱煙酸,是煙酰胺的合成前體,而煙酰胺在細(xì)胞中被用來(lái)合成NAD(輔酶I)和NADP(輔酶II),上面提到的NMN也能夠合成NAD。研究表明,體內(nèi)NAD含量升高,有助于提高一類大家喜聞樂(lè)見(jiàn)的“長(zhǎng)壽蛋白”Sirtuins的表達(dá),從而起到延長(zhǎng)壽命和抗衰老的作用[6]。(簡(jiǎn)單粗暴的可見(jiàn)下圖,重點(diǎn)處標(biāo)了**哦,雖然我們不考試。)
水果|石榴、堅(jiān)果和漿果都富含鞣花單寧,經(jīng)過(guò)一些代謝轉(zhuǎn)化后,它們會(huì)形成物質(zhì)UA(Urolithin A)。頂級(jí)期刊《自然·藥物》(Nature Medicine)的一篇新文章表明,這個(gè)UA呢,它能夠促進(jìn)線蟲(chóng)的線粒體自噬和延長(zhǎng)它們的壽命,而且在小鼠模型中,也能夠改善它們的肌肉功能,防止衰老[7]。
運(yùn)動(dòng)|運(yùn)動(dòng)和健康的關(guān)系大家可能覺(jué)得已經(jīng)是陳詞濫調(diào)了,但是人們習(xí)以為常的事情,科學(xué)家們還是需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)依據(jù)?!都?xì)胞·報(bào)告》(Cell Reports)的一篇‘有愛(ài)’的文章表明,在大腦損傷的小鼠籠子里裝上轉(zhuǎn)輪,有助于延長(zhǎng)它們的壽命以及修復(fù)大腦組織。所以,親們或許可以把這個(gè)‘轉(zhuǎn)輪’換成跑步機(jī)試試[8]。此外,運(yùn)動(dòng)也能夠提高NAD(輔酶I)的表達(dá),從而激活“長(zhǎng)壽蛋白”。結(jié)合上文,如果大家又吃西蘭花又跑步一段時(shí)間,可能效果很好哦[6]。
節(jié)食、輕斷食|不是開(kāi)玩笑,有時(shí)候管好嘴巴,說(shuō)不定還真能長(zhǎng)命幾年。《自然》(Nature)期刊的一篇文章讓衰老的小鼠少攝入30%的能量,能夠延長(zhǎng)3倍的壽命以及一定程度上保持了它們的神經(jīng)和肌肉的功能[9]。
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