作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2020/12/3 14:18:18
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逆衰老!生物钟逆转可恢复年老小鼠视力

 

视网膜神经受损的小鼠可以通过细胞重新编程恢复视力。图片来源:Qilai Shen/Bloomberg/Getty

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。12月3日,美国哈佛大学、耶鲁大学等机构在《自然》发表的最新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。

“这是一个重要的里程碑,这些结果清楚地表明,哺乳动物的组织再生可以增强。”未参与该研究的美国索尔克生物研究所发育生物学家Juan Carlos Izpisua Belmonte说。

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。

这就提出了表观遗传变化导致衰老的可能性。“我们提出了疑问:如果表观遗传变化是衰老的驱动因素,那我们可以重置表观基因吗?可以让时间倒转吗?”该研究合著者、美国哈佛医学院遗传学家David Sinclair说。

2016年,Belmonte团队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,结果显示,衰老缓慢的小鼠有更年轻的表观遗传标记模式。但这项技术也有缺点: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。

Sinclair实验室成员、哈佛医学院遗传学家Yuancheng Lu找到一种更安全的方法来恢复细胞活力。他舍掉了Belmonte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。他还加入了一个“开关”,通过给小鼠注射药物来启动基因,如果不给药,基因就会关闭。

研究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。

结果证明,该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。Sinclair说,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。

与此同时,哈佛大学已将这项技术授权给波士顿的Life Biosciences公司,Sinclair说,该公司正在进行临床前安全性评估,目的是开发这项技术用于人类。瑞士巴塞尔分子和临床眼科研究所主任Botond Roska说,这将是一种治疗视力丧失的创新方法,但是在安全应用于人类之前可能还需要大量改进。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4

 
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