JMT日本干细胞-可以实现细胞层的面重返年轻吗？解析造血干细胞的逆龄效果
点击量：131 日期：2021-04-16 14:46 编辑：JMT日本医疗
本文摘要
在小鼠实验中，获得了“在分化方面没有消除衰老，但基因表达模式更接近年轻年龄，即恢复青春”的结果。
实验结果表明，“衰老与DNA甲基化与细胞特性有很大关系”。
自从术语“抗衰老”问世以来已经有一段时间了。实现逆龄是非常困难的，身体会随着年龄的增长而衰老。抗衰老的实质是减缓这种衰老，并使身体“保持”比实际年龄年轻。 “重返年轻”一词的含义略有不同，但是抗衰老并不能准确地表明其本身就是重返年轻。那么，生命科学领域是否存在“重返年轻”现象？
目录
1.是否有可能在细胞层面重返年轻？
2.造血干细胞与老化
3.年轻环境下的老化造血干细胞可以使人重返年轻吗？
4.即使在年轻的环境下无法改善老化造血干细胞的功能，但是...
5.什么对老化有效？
1.是否有可能在细胞层面重返年轻？
1997年，英国罗斯林研究所（Roslyn Institute）创建了世界上第一个克隆哺乳动物。它是从6岁的雌性羊克隆而来的，名为“ 多莉”，已经宣布参与细胞分裂的端粒只有6岁。众所周知，随着细胞分裂的重复，染色体两端的端粒通常会越来越短。换句话说，可以从端粒的长度推断出细胞衰老。
但是，随后的研究表明，由其他动物物种制成的克隆具有端粒长度重置，并且克隆的动物具有与端粒相同的基于端粒的年龄。想象一下，除了道德问题之外，如果您从一个人克隆一个人并复制该人，则可以重置端粒的年龄，从某种意义上讲，可以恢复年轻。
当然，这在道德上是不可接受的。那么，有没有在细胞层面上重返年轻的方法呢？东京大学医学科学研究所的干细胞分子医学领域的一个小组与千叶大学和九州大学的研究小组共同发表了一篇有关此的论文。
2.造血干细胞与老化
所有血液系细胞都是造血干细胞分化而来的。造血干细胞存在于骨髓中，但是在骨髓中存在称为骨髓微环境niche，而造血干细胞就存在于骨髓微环境中。微环境就是指“环境因素”。换句话说，骨髓中的某些位置具有不同的环境因素，例如细胞分布，这被称为骨髓微环境。该研究小组假设环这个微环境会随着衰老而发生变化，从而导致造血干细胞相关的衰老。
造血干细胞在向血液供应细胞中发挥作用，并且是维持生命活动必不可少的干细胞。然而，随着年龄的增长，造血干细胞会受到内源性和外源性因素的压力，从而导致质和量的变化。以造血干细胞为中心的造血系统的恶化对个人来说是严重的问题，并且是决定是否能够维持生命活动的问题。然而，关于造血干细胞中与年龄相关的变化的分子机制的细节仍是未知的。
3.年轻环境下的老化造血干细胞可以使人重返年轻吗？
该研究小组组考虑将老化的造血干细胞移植到年轻的骨髓微环境中，老化的造血干细胞是否能重返年轻。由于建立了将造血干细胞移植到小鼠中的新技术，所以使得这项研究成为可能。
利用常规方法，当进行骨髓移植时，在移植之前进行诸如放射线的预处理。但是，已经建立了一种无需这种预处理就可以将大量造血干细胞移植到小鼠体内的方法。未经处理的移植可以移植供体的造血干细胞，同时在移植侧保持正常的骨髓微环境。也就是说这项研究是，在移植老化造血干细胞之前，先对具有年轻骨髓壁的小鼠进行放射治疗，以消除自身的骨髓微环境，然后再移植造血干细胞（在这种情况下，都是移植老化造血干细胞）。换句话说，一个含有老化的造血干细胞的骨髓微环境将被移植到年轻小鼠体内。
新建立的方法是，不对年轻小鼠进行放射治疗，因此在保留其骨髓微环境的同时移植老化的造血干细胞移植。老化的造血干细胞将被移植到维持年轻的骨髓微环境的环境中，而不是被移植到放射治疗消除了骨髓微环境的环境中。如果该实验可以证实移植的老化造血干细胞的老化被消除的话，那就是说年轻的骨髓微环境可以停止老化，这将会意味着可能可以实现重返年轻。
研究小组首先准备了20个月大的小鼠。我们将这些20个月大的小鼠用作“老年小鼠”，并从多个个体中收集了上万个老化的造血干细胞（包括造血祖细胞）。将这组细胞移植到8周龄（出生后8周）的年轻小鼠中。如前所述，迄今为止的实验中，都是对年轻小鼠进行放射治疗以消除其自身的骨髓微环境，但在该实验中，未经放射线照射，保持小鼠的骨髓微环境原样移植老化的造血干细胞。
此时，将从10周龄小鼠采集的造血干细胞也移植到另一只8周龄小鼠中，以与20月龄小鼠的造血干细胞进行比较。移植后2个月采集骨髓细胞并进行分析。分析包括流式细胞仪分析，RNA序列分析和DNA甲基化分析。该实验方法分析了与老化的造血干细胞是否可以在年轻的骨髓微环境中恢复活力。
4.即使在年轻的环境下无法改善老化造血干细胞的功能，但是...
分析的结果显示，与年龄相关的造血干细胞移植到年轻的骨髓小生境中并没有提高其产生造血细胞的能力。另外，不能改善老化的造血干细胞的特征，即分化方向偏向骨髓细胞。这意味着与老化的造血干细胞即使在年轻的微环境也无法改善衰老的性质。
虽然其结果显示无法重返年轻，但细胞内基因表明并非如此。从基因表达方式来看，老化的造血干细胞和年轻的造血干细胞之间的基因表达方式有很大差异，但是移植到年轻的骨髓微环境中的老化造血干细胞具有这种基因表达方式，表明了造血干细胞正在恢复。换句话说，结果是“在分化方面没有消除衰老，但是基因表达模式更接近年轻年龄，即恢复了青春。”并非所有的基因都有年轻的模式，但是许多与代谢相关的基因会从老化重返年轻。
此外，研究人员正在分析DNA甲基化。 DNA甲基化是影响基因表达的主要因素之一，随着年龄的增长，该部分最近逐渐被揭示出来。然而，当将老年的造血干细胞移植到较年轻的骨髓微环境中时，该DNA甲基化并不会随着出现年轻化改变。
5.什么对衰老有效
尽管没有实现重返年轻的目标，但这项研究已经取得了非常重要的成果。细胞本身的性质无法恢复活力。然而，基因表达模式可以重返年轻。 DNA甲基化无法重返年轻。这表明“ DNA甲基化在衰老所致的细胞特性中起主要作用”。
总的基因表达方式已经恢复了活力，但是当查看每个基因时，有些却没有年轻的基因表达。推测DNA甲基化老化的基因部分和表达模式未恢复活力的基因部分几乎相同。换句话说，由于衰老引起的功能改变是由于DNA甲基化导致表达趋于衰老这一事实引起的，并且认为受甲基化影响的基因与增龄和衰老有关。
尽管细胞本身无法再生，但可以说这项研究提供了一个机会来阐明由于造血干细胞的老化而在细胞中发生的情况。相信在不久的将来就可以阐明是什么基因导致造血干细胞中与老化所致的功能变化。此后，将进一步研究由基因产生的蛋白质的相互作用，并建立改善由老化的造血干细胞引起的功能下降的措即治疗方法。
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