如何安全逆轉(zhuǎn)衰老？《Nature Aging》: iPS技術(shù)讓衰老小鼠重煥活力，腎臟、皮膚都接近年輕小鼠

衰老，當然不止是年齡數(shù)字，從廣義上來說，衰老是機體隨年齡增長發(fā)生退行性變化的過程。

肌肉組織變得更弱、骨質(zhì)疏松、心血管疾病甚至癌癥的風(fēng)險也會隨之增加，如果能夠逆轉(zhuǎn)衰老，也就能夠緩解衰老性疾病帶來的困擾，這將給人類健康帶來巨大福音。

近日，來自美國的一項研究證明，他們可以通過誘導(dǎo)多能干細胞（iPS）技術(shù)將中老年小鼠的細胞部分重置到更年輕的狀態(tài)，安全有效地逆轉(zhuǎn)它們的衰老過程。除了解決與年齡有關(guān)的疾病，這種方法也可能為生物醫(yī)學(xué)界提供一種新的工具，通過改善不同疾病情況（比如神經(jīng)退行性疾?。?/span>下的細胞功能和彈性來恢復(fù)組織和機體健康。

△ 體內(nèi)部分重編程改變了小鼠生理衰老過程中與年齡相關(guān)的分子變化

iPS技術(shù)

讓衰老小鼠重回“年輕態(tài)”

機體的衰老不僅是外在形象和健康的改變，在我們體內(nèi)的每一個細胞都帶有一個記錄時間流逝的分子鐘。

與年輕人或年輕動物相比，從老年人或老年動物身上分離出來的細胞DNA上有著不同的化學(xué)模式，稱為表觀遺傳標記。而誘導(dǎo)多能干細胞（iPS）技術(shù)的出現(xiàn)，就是逆轉(zhuǎn)這些遺傳標記，將成熟干細胞重新編輯，誘導(dǎo)其重新回歸生命最初的胚胎干細胞狀態(tài)，利用它來完成人體各類組織的“再生”。

只需在成體細胞中加入四種重編程分子（Oct4、Sox2、KLF4和cMyc，也被稱為“山中因子”），就可以實現(xiàn)將表觀遺傳標記重置為原始模式，憑借這項神奇的技術(shù)，日本科學(xué)家山中伸彌引爆了醫(yī)學(xué)界，并榮獲諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。

為了探究健康動物中iPS細胞再生技術(shù)改變衰老過程的形式，研究者將一組小鼠從15個月大到22個月大（大約相當于人類的50至70歲）時接受定期劑量的山中因子，另一組小鼠從12個月大至22個月大（大約相當于人類的35至70歲）時接受定期劑量的山中因子，第三組小鼠在25個月大（大約相當于人類的80歲）時接受定期劑量的山中因子，為期僅一個月。

通過與對照組小鼠對比，他們發(fā)現(xiàn)，接受了山中因子的小鼠沒有出現(xiàn)血細胞改變或神經(jīng)系統(tǒng)的變化。

而且他們發(fā)現(xiàn)，接受了山中因子處理的小鼠在許多方面都出現(xiàn)了類似于年輕小鼠的跡象，在腎臟和皮膚方面，接受過山中因子處理的小鼠在表觀遺傳學(xué)模式方面更接近與年輕小鼠，當受傷時，它們的皮膚細胞有更大的增殖能力，并且不太可能形成永久性疤痕，而老年小鼠則通常會表現(xiàn)出較少的皮膚細胞增殖和更多的疤痕。

△ 重編程因子在組織中的表達

而更為重要的是，研究者們并沒有觀察到對這些動物的健康、行為或體重有任何負面影響，這說明了這種iPS再生細胞方法是安全有效的，這對試驗來說意義重大。

逆撥生命時鐘！

iPS技術(shù)潛力無限

除此之外，研究者們還發(fā)現(xiàn)一個特別的現(xiàn)象，在接受山中因子處理的7個月或10個月的小鼠中能觀察到這種年輕化轉(zhuǎn)變，但對僅一個月大的小鼠卻并不明顯，而當接受山中因子處理的小鼠在中途被分析時，其效果也沒那么明顯。

這表明，這種處理并非只是簡單的暫緩衰老，而是正在積極的逆轉(zhuǎn)衰老，這種干預(yù)的措施可能正在從受損、衰老的細胞層面逐漸滲透，來完成對機體的整體影響過程。

細胞是構(gòu)成我們?nèi)梭w的基本單位，但細胞本身的分裂次數(shù)是有限的，隨著年齡的增長，所有細胞都會不斷衰老、凋亡，最后和人類一起走向死亡。

而iPS細胞技術(shù)的出現(xiàn)，就是從細胞層面逆轉(zhuǎn)衰老，重回年輕態(tài)，它存在的意義也遠不止抗衰這一點。目前，全球開展的由iPS細胞進行的疾病治療、組織再生試驗正在如火如荼進行著。

作為率先提出iPS技術(shù)的日本，早就利用人iPS細胞成功實現(xiàn)末梢神經(jīng)再生，利用iPS細胞技術(shù)將成體細胞改造成感光細胞，使失明重見光明，日本京都大學(xué)還研制出可以給任何人輸血的血小板，利用iPS細胞制作出“肝癌模型”甚至是開發(fā)出針對iPS細胞的新免疫控制法、治療癌癥手術(shù)等，就連肆虐全球的新冠病毒，也有iPS技術(shù)的研究項目。

放眼全球，越來越多的生物公司加入iPS技術(shù)研發(fā)，致力于修復(fù)甚至再造受損器官和組織，對抗衰老，延長生命。這也讓我們看到了再生醫(yī)學(xué)發(fā)展的無窮魅力，而再生的未來還將繼續(xù)精彩。

參考文獻：

Heinrich Jasper, In vivo partial reprogramming alters age-associated molecular changes during physiological aging in mice, Nature Aging (2022). DOI: 10.1038/s43587-022-00183-2. www.nature.com/articles/s43587-022-00183-2