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科学家能让干细胞衰老变缓慢

时间:2011-09-30 10:08来源:来源: 每日科学 作者:王志军 2011年09月27日 15:3 阅读:
  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扭转。这一发现可使因衰老而受损的组织得到修复。

  研究人员证明,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扭转。这一发现可使因衰老而受损的组织得到修复。

  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,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会下降。现代有关衰老的干细胞假说认为,生物体的衰老取决于它的组织或成熟干细胞。因此,了解使人类成熟干细胞自我更新、分裂、增殖、分化从而恢复受损组织的分子机制和过程,是再生医学和最终治愈与衰老相关多种疾病的关键。这项研究查明了导致衰老后负责人类成熟干细胞分化的生物钟出现错误的原因。

  巴克老年研究所副教授维多利亚•兰雅克说,“研究证明,我们通过干预编码非蛋白的RNA可以扭转人类成熟干细胞的衰老过程。这些RNA来源于过去曾认为没有什么功能的‘垃圾基因组’”。

  成熟干细胞之所以重要,是因为它们可以帮助修复衰老或受损的细胞而使人类的组织保持健康。它们还具有多种能力,意味着一种成熟干细胞可以成为人体中的多种类型细胞。然而,就像肝脏中或其它器官中的细胞一样,成熟干细胞也会随着时间出现与衰老相关的损伤。这种情况一旦发生,人体就不能像以前那样修复受损的组织,从而导致多种疾病。但如果我们能找到一种保持成熟干细胞年轻的方法,就可以利用这些细胞修复受损的心脏组织、愈合伤口、纠正代谢综合症、产生胰岛素、治愈关节炎和骨质疏松以及再生骨骼。

  研究人员开始认为,成熟干细胞的DNA损害与衰老相关的普通细胞损害有很大差异,因为人体细胞染色体末端的端粒寿命很短,而成熟干细胞一直能维持端粒的存在。许多与衰老相关的受损均认为是端粒消失造成的。所以研究人员认为,成熟干细胞的衰老存在与普通细胞不同的机制。

  研究人员利用人类成熟干细胞和计算机实验技术对与衰老相关的基因组改变作了研究。他们对取自相同青年人的新鲜干细胞和经过长期培养细胞作了比较。长期培养会加速成熟干细胞的老化,再生能力将减弱。研究人员观察了两组干细胞存在密集DNA损害的部位。

  “我们发现,成熟干细胞出现的大多数DNA损伤和染色质改变原因在于逆转录转座子。”乔治亚理工学院生物学校副教授金•佐顿说。“逆转录转座子过去被认为没有什么功能,甚至被标上‘垃圾DNA’的标签。但累积证据表明,这些成分在基因组调节方面起了重要作用。”

  尽管年轻的成熟干细胞能够抑制逆转录转座子的转录活性和应对DNA的损害,但老的成熟干细胞却不能消除这种转录。新的发现证明,逆转录转座子的转录会损害干细胞的再生能力,并引发细胞的衰老。

  兰雅克说,“通过抑制逆转录转座子的有害转录,我们就可以扭转人类成熟干细胞的衰老过程。”

  “通过这种方法扭转细胞时钟,我们不仅能够使老化的人类干细胞变得年轻,更令我们惊讶的是,这种方法还能通过上调‘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。”她说。
研究人员下一步将通过分析确认干细胞再生在临床组织再生方面的应用范围。



(责任编辑:glia)
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