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Nature:“返老还童”的新希望
  发布时间:2017/3/14  点击:463

        美国加州大学旧金山分校(UCSF)的一项新研究发现了血液和免疫系统老化的关键因素,为减缓甚至逆转越来越严重的老年疾病风险带来了希望,包括慢性炎症疾病、贫血、血癌、以及威胁生命的感染。

        关键在于一小部分干细胞(这些细胞在发育早期出现,负责在整个生命周期中更新血液)的健康状况与自噬作用(一种细胞的程序性死亡)之间的联系。

        这项研究发表在近日的《Nature》上,UCSF的团队发现,除了清理细胞中的废物之外,自噬作用对于维持造血干细胞(HSC)和免疫系统的秩序也非常重要,HSC能产生携带氧的血细胞和防止流血的血小板,以及抵抗感染和处理病原体的整个免疫系统都有影响。

        研究人员发现,自噬作用能使代谢活跃的HSC回到类似冬眠的静止状态,从而抑制HSC。这是成年人HSC的默认状态,从而使HSC可以终生维持这种状态。该研究的高级科学家Emmanuelle Passegué博士说:“自噬作用在干细胞生物学中的这一作用过去不为人所知。”

        无法激活自噬作用对于血液细胞有严重的影响,导致特定种类血细胞生成失衡。有缺陷的自噬作用会降低HSC更新血液系统的能力。

        研究人员发现,在老年小鼠体内的衰老HSC中,有70%没有经历自噬作用,这些细胞呈现出功能异常。然而,另外30%经历了自噬作用的衰老细胞的表现和年轻小鼠的HSC一样。

        Passegué在还是UCSF再生医学和干细胞研究中心的医学教授时主导了这项研究。今年1月份他成为了哥伦比亚大学医学中心的干细胞项目的负责人,还成为了遗传学系的杰出校友教授。


使血液和免疫系统返老还童的疗法

        科学家们发现多种不同的组织干细胞都随着年龄的增长而功能下降。这个现象的原因一直是研究热点。

        经历了大量实验和分析之后,科学家们对比了老年小鼠和年轻小鼠的HSC,它们的基因都被修改,所以不会经历自噬作用。研究发现,失去了自噬作用的年轻小鼠也会出现很多老年小鼠常见的血液问题,包括HSC细胞外观的变化,不同血液细胞的比例被扰乱,这都是衰老的特征。

        过去的研究表明,自噬作用会导致细胞内“囊”的形成,它会吞噬并且酶促消化分子甚至是主要的细胞器,包括线粒体。但是在这项新研究中,他们发现,因基因修改而导致的自噬作用缺失会导致激活的线粒体积聚,并且增加氧化代谢,这会引起HSC中的DNA发生化学变化。

        这种“后生的”DNA变化改变了HSC的发育情况。它们会导致某些血细胞不成比例地生成,降低HSC更新血液系统的能力。这个结果与无法激活自噬作用的衰老HSC相似。相反,自噬作用很强的衰老HSC能够抑制它们的线粒体和代谢,可以重建健康的血液系统。

        科学家们成功地在实验室中利用药物重建了衰老HSC的自噬作用,这为造血干细胞的“返老还童”带来了希望。

        Passegué说:“这项发现提供了一个有趣的治疗角度,激活所有衰老HSC的自噬作用,延缓血液系统衰老,在骨髓或造血干细胞移植中提升成功率。我们希望能够利用这项成果改善干细胞的健康状况,帮助老年人预防血癌,并增强他们的免疫系统。”(来源:中国生物技术网)

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