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裴钢院士iPS研究新成果:雷帕霉素等抗衰老药物提升重编程效率

来自中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所、广州生物医药与健康研究院的研究人员发表了题为“Rapamycin and other longevity-promoting compounds enhance the generation of mouse induced pluripotent stem cells”的研究论文。该研究发现,雷帕霉素(Rapamycin)等抗衰老药物能够提高小鼠诱导多能干细胞(iPS细胞)的重编程效率,提示生物体寿命调控与细胞重编程过程之间可能存在功能上的紧密联系。这一成果发表于国际著名期刊《Aging Cell》,并获得了国家科技部973项目、国家自然科学基金委以及中国科学院干细胞先导专项的经费资助。

领导该研究的是中国科学院院士裴钢研究员。裴钢研究组近年来在iPS细胞研究方面取得了一系列重要成果,主要集中在提高iPS细胞诱导效率方面。此前,他们曾发现小分子化合物通过E-钙黏蛋白(E-cadherin)能加速重编程过程,为提高iPS细胞诱导效率提供了新策略。裴钢研究员为中国科学院院士、第三世界科学院院士,曾获求是科技基金会“杰出青年学者奖”、何梁何利科技进步奖、国家自然科学二等奖、上海市自然科学一等奖等荣誉。

生物体的衰老是一个极其复杂的过程。随着年龄增长,生物体内各种分子、细胞、组织及器官的损伤不断积累,导致功能逐渐丧失,最终引发疾病和死亡。近年来,延缓衰老、延长健康寿命成为生物学研究的热点。包括mTOR和胰岛素/胰岛素样生长因子信号(IIS)通路在内的多条细胞信号通路已被证实与生物体寿命调节密切相关。裴钢课题组的最新研究表明,寿命调控与细胞重编程过程之间可能存在功能上的紧密联系。

雷帕霉素是一种临床常用的免疫抑制剂,通过抑制mTOR信号通路调节细胞存活、增殖和迁移等过程。在小鼠、果蝇、线虫等多种模式生物中,雷帕霉素已被证明能显著延长寿命。在本研究中,裴钢研究组发现,在小鼠细胞重编程早期给予雷帕霉素或另一种mTOR通路抑制剂PP242处理,均能显著提高重编程效率。同时,另一条与寿命密切相关的IIS通路抑制剂PQ401也兼具提高细胞重编程效率和延长果蝇寿命的双重作用。进一步研究发现,包括sirtuin蛋白激动剂白藜芦醇(resveratrol)以及自噬激活剂亚精胺(spermidine)在内的多种抗衰老药物,均能有效提高细胞重编程效率。这些结果表明,细胞重编程调控与生物体寿命调控共享部分信号通路,从而为从细胞重编程角度研究寿命调节提供了新思路。通过解析体内细胞重编程过程,科学家有望最终获得抵御衰老、永葆青春的方法。

(责任编辑:glia)