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“逆转生理年龄”入选世界十大科技进展 让衰老的进程慢下来

来源:博雅

日期: 2020.01.13

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由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2019年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2020年1月11日在京揭晓。


其中一项美国加利福利亚州进行的小型临床研究表明,逆转人体的表观遗传生物钟是可实现的,而表观遗传生物钟被认为是一个人生理年龄的指标。这项研究入选了世界十大科技进展,引起人们对于抗衰老的浓厚兴趣。


在为期1年的临床试验中,9名健康志愿者坚持服用了3中常见药物——生长激素和两种糖尿病药物,经过人体表观遗传基因组分析,受试者的平均生理年龄减少了2.5岁。同时,受试者的免疫系统显示出恢复活力的迹象,相关结果发表于《老化细胞》(aging cell)杂志[1]。


逆转衰老的探索


衰老是一个自然过程,随着时间的流逝,我们的身体和遗传物质DNA都积累了大量的损伤,导致器官、皮肤等衰老。


近年来,关于逆转衰老的探索从未停止。曾经,用“年轻的血液”来抗衰老的研究让很多人着迷,不过2019年初FDA发文警告那些未通过临床试验验证的年轻血液抗衰老的治疗方案,称这种换血技术可能导致重大的风险。随后一些企业便公开表示停止此类治疗。


前段时间“逆转衰老达20年”的基因疗法在哥伦比亚获得临床试验许可的消息刷屏,让人们对逆转衰老又一次充满了畅想。


衰老是一个自然过程,随着时间的流逝,我们的身体和遗传物质DNA都积累了大量的损伤,导致器官、皮肤等衰老。而干细胞被认为是对抗衰老的有力武器[2]。


美国《科学》杂志评选的1999年度10大科学进展中,干细胞被认为有望用于创伤修复、神经再生和抗衰老等临床医学研究;2007年英国科学家Anastasia 在《自然》杂志发文指出成体干细胞对人体自我修复和组织再生至关重要,成体干细胞的减少是人体衰老的主要原因。


干细胞抗衰老的潜能


衰老过程中产生老化的细胞,其失去工作的能力,而且危害机体的健康。而干细胞具有自我更新及多向分化潜能,可以产生新的健康的细胞,将老化的细胞替换掉。


动物界中干细胞再生的例子比比皆是[3],扁平虫属的动物可以在5天内再生整个身体,九头蛇可以在7到10天內再生整个身体,蝾螈在几天內再生四肢。而人类在幼年时有能力再生超过2/3的肝脏以及整个指尖,人类的再生能力更多地体现在我们从日常创伤,如环境污染、吸烟、饮酒、压力、社会负担和抑郁症中恢复身体。目前的许多抗衰老治疗的目标都是增加身体中健康干细胞的比例和数量,通过细胞再生和替代延缓甚至逆转衰老。


下丘脑干细胞或能控制衰老速度

神经系统对于控制衰老非常重要,而研究显示下丘脑尤其重要。2017年,美国阿尔伯特爱因斯坦医学院衰老研究所的研究员在《自然》杂志上发表文章[4],证明了下丘脑干细胞通过外泌体miRNAs部分控制小鼠的衰老速度,揭示了衰老的控制机制。


研究显示,表达Sox2和Bmi1的下丘脑干/祖细胞大量丢失时,小鼠开始衰老,而且小鼠持续表现出加速衰老的生理变化并缩短寿命;相反的是,如果在中年小鼠的脑区植入健康的下丘脑干/祖细胞,显著延缓衰老,并延长寿命。这充分说明下丘脑干细胞能够控制衰老的速度,或将是抗击衰老的新视角。


间充质干细胞在衰老相关疾病的治疗


皮肤衰老是伴随着衰老最显著的一个外在特征,内源性和外源性因素导致皮肤细胞DNA损伤修复能力下降、基因组稳定性降低、细胞外基质成分降解以及胶原紊乱,导致皮肤变薄、弹性下降、皱纹形成、再生修复功能下降、皮肤屏障功能下降、色素沉积等。


2008年,科研人员将间充质干细胞应用在抗皮肤衰老的研究中[5],分离得到受试者自体基质血管成分,皮下注射到面部皱纹处,2个月后受试者面部皱纹明显减少,真皮明显增厚。


2013年科研人员采用侧点阵射频和外敷间充质干细胞培养上清联合治疗的方法对15名女性受试者的半边脸进行处理[6]。1个月后,受试者面部皱纹明显改善,而与没有治疗的半边脸相比,实验侧皮肤的粗糙程度明显改善。


虽然间充质干细胞及相关产品在抗击皮肤衰老展现出良好前景和潜力,但是其作用机制不详,缺乏大样本随机对照临床试验,需要进一步研究。


国内研究团队将人脐带间充质干细胞经过静脉移植到衰老的大鼠体内,发现移植组能够延缓老年大鼠的肾脏功能减退,减少氧化应激,提高抗氧化应激的能力,减少脂褐素沉积,减轻肾脏病理改变[7]。


衰老也伴随着大脑的退化,学习能力、记忆能力、注意力等多种脑功能相关机能都出现下降,如果不加干预,甚至发展成阿尔兹海默症、帕金森等疾病。


国内研究发现向衰老的大鼠通过尾静脉回输骨髓间充质干细胞,能够显著改善衰老大鼠的学习记忆能力[8]。间充质干细胞可能通过提高抗氧化能力,调节脑源性神经营养因子表达,从而改善衰老大鼠的学习记忆能力。


展望


干细胞因为具有自我更新和多向分化潜能,被认为是维持机体稳态平衡的重要因素。衰老常常意味着成体干细胞的减少,干细胞功能的失衡,如果通过干细胞移植的手段重新恢复成体干细胞的活力,这或是抵抗衰老最成功的手段。虽然利用干细胞抗击衰老的人类研究仅仅处于初期,但取得的结果是令人振奋的,希望在不久的将来,“返老还童”或者“老而不衰”可以成为一种人生选择,抵抗衰老不再是奢侈的梦想。


参考文献:

1. GregoryM. Fahy et al. Reversal of epigenetic aging and immunosenescent trends inhumans, Aging Cell (2019). DOI:10.1111/acel.13028

2. 高正良,曹智,王宏,王秀.间充质干细胞在皮肤抗衰老和疾病防治中的应用研究进展[J].皮肤科学通,2019,36(04):508-514+9.

3. Can Stem Cells Stop Aging?

4. Zhang, Y., Kim, M., Jia, B. et al. Hypothalamic stem cells control ageing speedpartly through exosomal miRNAs. Nature 548, 52–57 (2017)

5. Park BS,Jang KA,Sung JH,et al. Adipose-derivedstem cells and their secretory factors as a promising therapy for skinaging[J]. Dermatol Surg,2008,34(10):1323-1326.

6.Seo KY,Kim DH,Lee SE,et al. Skin rejuvenationby microneedle fractional radiofrequency and a human stem cell conditionedmedium in Asian skin:a randomized controlled investigator blinded split-facestudy[J]. J Cosmet Laser Ther,2013,15(1):25-33.

7.马华林,林海雁,,张欣洲.脐带间胞延大鼠肾脏衰老的作用[J].暨南大学学报(自然科学与医学版),2018,39(01):41-46.

8. 刘洋,,刘燕青,,张波,.骨髓衰老大鼠学能力的影响[J].中国组织工程研究,2018,22(13):1999-2004.



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