当前位置: 主页 > 神经科学 > 衰老与长寿

科学家发现可逆转干细胞衰老的新机制

2011-09-30 10:08 未明确 细胞周期杂志 阅读 0
核心摘要: 美国巴克老年研究所和乔治亚理工学院研究发现,通过干预非编码RNA可逆转人类成熟干细胞的衰老过程。该机制涉及抑制逆转录转座子的有害转录,从而恢复干细胞再生能力,甚至使其回到早期发育阶段。这一发现为修复衰老受损组织、治疗多种疾病提供了新策略。

研究证明,负责使老化或受损组织再生的人类成熟干细胞的衰老过程可以被逆转。这一发现有望为修复因衰老而受损的组织提供新策略。

美国巴克老年研究所和乔治亚理工学院通过细胞培养进行了这项研究,结果发表在《细胞周期》杂志上。随着年龄增长,组织和器官的再生能力下降。现代衰老的干细胞假说认为,生物体的衰老取决于其组织或成熟干细胞。因此,理解人类成熟干细胞自我更新、分裂、增殖、分化以修复受损组织的分子机制,是再生医学和治愈多种衰老相关疾病的关键。本研究揭示了导致衰老后人类成熟干细胞分化生物钟出现错误的原因。

巴克老年研究所副教授维多利亚·兰雅克表示:“我们通过干预编码非蛋白的RNA,可以逆转人类成熟干细胞的衰老过程。这些RNA来源于过去被认为无功能的‘垃圾基因组’。”成熟干细胞能帮助修复衰老或受损细胞,维持组织健康,并具有多能性,可分化成多种细胞类型。然而,随着时间推移,成熟干细胞也会出现衰老相关损伤,导致组织修复能力下降,引发多种疾病。如果能保持成熟干细胞年轻,就可利用它们修复受损心脏、愈合伤口、纠正代谢综合征、产生胰岛素、治愈关节炎和骨质疏松,甚至再生骨骼。

研究人员发现,成熟干细胞的DNA损害与普通细胞衰老损害不同。普通细胞染色体末端的端粒寿命短,而成熟干细胞能维持端粒存在。许多衰老损伤被认为由端粒消失引起,但成熟干细胞衰老存在不同机制。研究利用人类成熟干细胞和计算机实验技术,比较了取自同一青年的新鲜干细胞与长期培养(加速老化)的细胞,观察了DNA损害密集部位。

乔治亚理工学院生物学校副教授金·佐顿指出:“成熟干细胞中大多数DNA损伤和染色质改变源于逆转录转座子。这些成分过去被标记为‘垃圾DNA’,但累积证据表明它们在基因组调节中起重要作用。”年轻的成熟干细胞能抑制逆转录转座子的转录活性并应对DNA损害,但老的成熟干细胞无法消除这种转录。逆转录转座子的转录会损害干细胞再生能力,引发细胞衰老。兰雅克说:“通过抑制逆转录转座子的有害转录,我们可以逆转人类成熟干细胞的衰老过程。这种方法不仅能令老化干细胞变得年轻,还能通过上调‘多能因子’让干细胞回到早期发育阶段。多能因子是一些能让分化不良的胚胎干细胞自我更新的蛋白。”下一步研究将分析干细胞再生在临床组织再生中的应用范围。

    发表评论