惊人发现!延长端粒“抗衰老”被证实
2017/08/03
近日,发表在《美国心脏病学会杂志》上的一项研究提出了一种让人类细胞“返老还童”的新方法。科学家们发现,通过延长“生命时钟”——端粒的长度可以帮助改善细胞的寿命和功能。


图片来源:网络

随着年龄的增长,衰老是我们所有人不得不面对的问题。很多人希望能够减缓衰老的速度,甚至阻止衰老。经过多年的研究,抗衰老领域取得了很多给人带来希望的成果。不过,想要在细胞水平实现真正的衰老逆转(age-reversal)仍然非常困难。

7月31日,在线发表于Journal of the American College of Cardiology上题为“Telomerase mRNA Reverses Senescence in Progeria Cells”的研究中,科学家们采用不同的方法,获得了一项惊人的发现:他们开发了一种具有让人类细胞“变年轻”能力的新技术。这一成果可能对患有早衰症的儿童更加重要。

早衰症是一种罕见疾病,其特征是快速衰老。据该研究的通讯作者John P. Cooke教授介绍,早衰症儿童会在13、14、15岁时死于心脏病和中风。虽然目前的疗法是有用的,但也只能使患儿平均增加1岁或2岁的寿命。研究人员希望能够做一些改善患儿生活质量,以及使他们活得更久的事情。

目前,在早衰症领域,大多数人都在关注与早衰症相关的基因突变以及异常蛋白。而在这一研究中,Cooke教授和他的同事们调查了来自早衰症儿童的细胞,以期能够改善他们细胞的功能。具体来说,他们将目光聚焦在了有“生命时钟”之称的端粒上。


Human chromosomes (grey) capped by telomeres (white). Credit: PD-NASA; PD-USGOV-NASA

端粒是染色体末端的一种保护性结构,对维持人类基因组的稳定至关重要。在细胞的一生中,端粒会随着细胞每一次的分裂而逐渐变短,保护作用也会变得越来越小。当端粒已经太短时,这对细胞来说是一个信号,即,它们的遗传物质被破坏了,细胞就会停止分裂。端粒缩短和细胞分裂减少被认为是衰老的标志。

这一研究发现,患有早衰症的儿童的细胞中的端粒较短。科学家们认为,如果他们能够修复端粒长度,可能会改善细胞的功能以及细胞分裂和应对压力的能力。


By delivering a protein that lengthens telomeres to cells, Houston Methodist researchers were able to improve the cells' lifespan and function.(图片来源:FierceBiotech)

为了做到这一点,研究人员使用了一种被称为RNA疗法的技术。这种技术能够使细胞产生一种叫端粒酶的蛋白质,其作用是延长端粒。他们通过向细胞中递送编码这种蛋白的RNA实现了这一点。从本质上说,他们是通过一个RNA递送系统给细胞提供了延长端粒所需要的信息,然后让细胞完成了剩下的工作。

研究结果发现,在细胞中表达这种蛋白质仅仅几天就足以对细胞的寿命和功能产生重大的生理学方面相关的影响。Cooke教授说:“这是一个令人惊讶的结果。我们的工作最出人意料的是,端粒延长技术对细胞有如此巨大影响。它们能够更加正常地工作和分裂。这一技术还给了它们额外的寿命以及更好的功能。”


John P. Cooke教授(图片来源:Houston Methodist Research Institute)

研究人员还将他们的方法与目前可用的疗法进行了比较。结果发现,这一新技术对所有细胞衰老相关标志物都具有更大的影响。Cooke教授说:“我们的方法显著提高了细胞增殖的能力,逆转了炎性蛋白的产生。在这一研究中,经RNA疗法处理后,我们调查的细胞衰老标志物都被逆转了。”

Cooke教授还表示:“作为一名医生,我所看到的许多疾病都是由衰老造成的。它是心脏和血管疾病的一个主要风险因素。如果我们能解决这个问题,我们就能解决很多疾病。”

据悉,研究小组的下一步计划是将这种疗法推向临床应用。

参考资料:

Researchers develop technology to make aged cells younger

New anti-aging approach could yield treatments for progeria, other diseases

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  • Telomerase mRNA Reverses Senescence in Progeria Cells

    Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) is a rare disorder of accelerated aging (1). Patients die in their teens of myocardial infarction and stroke (1). HGPS is caused by an autosomal 1824C to T mutation in the LMNA gene that encodes lamin A. The mutation results in a constitutively farnesylated lamin A called progerin, which severely disrupts nuclear architecture and cell functions (1). HGPS is associated with accelerated telomere erosion, which is a known determinant of senescence (2). The mechanism of telomere erosion is not known, although accumulation of progerin in the nuclear inner membrane may adversely affect the physical and functional interaction of the telomere with the nuclear lamina (3). The present study was driven by the hypothesis that transient expression of human telomerase might restore telomere length suffi- ciently to reverse the senescent phenotype of HGPS cells.

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