现实生活中真的可以回春吗?如果人类有一天能够返老还童,那么不仅是表面上的年轻,更重要的是细胞层面上的年轻。
最近,科学家们正在让这个愿望成为现实。4月13日,一篇新论文在国际权威学术期刊《自然》上发表。北京大学博雅讲座教授、干细胞研究中心主任邓宏及其团队成功逆转细胞发育特性,实现细胞再生。!
你可能会好奇:细胞是如何年轻化的?我们必须从遗传物质开始。
我们知道人体有23对染色体,其中包含了人体大部分的遗传物质。在人体的各个部位,不同的细胞虽然发挥着不同的功能,但大部分都含有完整的遗传物质。
为什么会这样?因为这些细胞已经高度分化,不能“两用”,只能完成特定的任务。人体内的万能细胞多吗?对,就是干细胞。
所谓干细胞,是人体中较早出现的一类细胞。它们可以分化成多种细胞,发挥不同的作用。
打个比方:干细胞就像一群中学生。无论是语言和数学,材料和化学的学生,还是历史和土地管理的学生,他们都要学习各种课程。高考填报时,他们的选择范围很广。未来,他们可能成为各个领域的语言精英,如科学家、化学家或政治家,代表着人体中高度分化的细胞。但是,如果你让一个即将退休的作家回到高中去参加高考,你反而会失去他的声誉。
在这个比喻中,作家也可以留到老,回去复习所有科目以参加高考。但在现实生活中,要让高度分化的细胞回归干细胞,更是难上加难。
对于自然界中的一些动物来说,这不是问题。例如,涡虫或蝾螈具有极其强大的再生能力。甚至失去的四肢、尾巴甚至大脑都可以再生!但是对于人类来说,这是不可能的。我们体内的细胞高度分化,在自然条件下无法发挥再生功能,除非借助科技。
这也是邓宏奎等人好奇和关心的:人类在进化过程中失去了再生能力。我们能否通过技术将这种能力重新赋予人类?如果这项技术能够实现,那绝对是造福于人类,可以减少这个世界上无数的疾病!
想要让细胞年轻化,就需要用到一项技术——重编程。所谓重编程,是指在不改变基因序列的情况下,通过表观遗传修饰改变细胞命运的技术手段。2012年,日本生物学家山中伸弥因其“发现成熟的特化细胞可以重新编程成为身体的所有组织”的重要贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。
早在2013年,邓宏奎和他的团队就在重编程方面取得了巨大突破,并将成果发表在了另一权威科学期刊——《科学》上。与山中伸弥利用“转录因子表达”进行重编程不同,他们不依赖细胞内源性物质,而是利用外源性化学小分子逆转细胞命运,将小鼠体细胞重编程为多能干细胞(CiPS细胞)。
然而,在小鼠中的成功实施并不意味着它会立即适用于人类。又用了9年时间,邓宏奎终于向世人公布了他们突破瓶颈所取得的成果。
为了实现这一目标,邓宏奎等人。重新关注蝾螈的再生过程。他们发现,蝾螈等低等动物在受到外界伤害后,它们的体细胞会发生一些变化,并通过一个叫做“去分化”的过程获得一定程度的“可塑性”。实现肢体再生。
因此,邓宏奎等人认为,他们需要做的不是一下子完成人体细胞的再生,而是模拟蝾螈等动物的特性,通过两个阶段来实现。正是这两步中的第一步,“真正打开了人类再生医学的大门”。
为此,研究团队对化学小分子进行了大量筛选和组合,成功获得了具有一定可塑性的中间态。经过这样的工作,他们获得了与胚胎干细胞高度相似的人类CiPS细胞。
很多读者应该还记得我们前几天刚刚分享过一篇文章,就是英国Babraham研究所的生物学家DiljeetGill等人开发了一种叫做“成熟期瞬时重编程”的方法。''该技术已成功使人类皮肤细胞年轻30岁。年轻的皮肤细胞合成胶原蛋白的能力更强。
我们当时说了,很多人看到这个新闻,第一个想到的就是把这个技术应用到美容领域。事实上,科学家们希望利用这项技术来治疗老年人的疾病。通过这类研究,包括阿尔茨海默病或心脏病在内的疾病都可以得到改善。
这次中国科学家的突破,也有同样的意义。研究人员指出,他们建立了人CiPS细胞向胰岛细胞分化的制备方案,从而获得了功能成熟的胰岛干细胞来源的细胞。我们知道胰岛细胞可以分泌胰岛素,而胰岛素是人体内分解血糖的关键元素,这也是糖尿病患者出现高血糖的重要原因。也就是说,这项技术有望治疗糖尿病这个疑难杂症!
而且,与山中伸弥和Gill等人的细胞再生技术相比,邓宏奎团队可以利用小分子的诱导微调重编程过程,使细胞再生在任何阶段都可以暂停人类想要的!此外,与其他必须诉诸基因操作的实验相比,涉及这些化学小分子的重编程过程也减少了不必要的安全风险。
邓宏奎介绍,他们在糖尿病猴模型上进行了实验,结果非常好,这也给了他们更多的信心。目前,研究人员已经在积极推进临床,似乎比英国的技术更贴近现实生活!
研究人员还指出:虽然有很多迹象表明该技术在安全性上具有一定的优势,但安全性仍需检验,未来需要更多的实验和对比。
总之,随着科学家们意识到越来越多的人体细胞“回春”,许多棘手的疾病或将得到治愈。这样的未来令人兴奋!
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