研究人員找到新方法延緩幹細胞老化

 By Joshua Wagner  研究人員發現，一係列的生物事件與幹細胞的環境密切相關，它們生存的這個"利基"（又被稱為'微環境'）是幹細胞因老化流失的罪魁禍首。 研究人員還證明，它們可以通過增加Imp的表達扭轉這種幹細胞因老化流失的局麵。瓊斯說："我們可以關閉老化開關。"從植物到人類，幹細胞是所有生物體的重要基石。它們自己一生都在分裂、更新，分化成為生物所需的專門組織，也是修復成熟組織的必需品。因此，它們可以被認為是不朽的，它們在一個人的生命當中不斷地更新自己、再生組織。但這並不意味著它們沒有年齡限製。它們這樣做切實地維護了組織和器官，卻也逐漸失去了自己的能力。現在，索爾克生物研究學院的研究人員已經發現了與一係列生物事件密切相關的幹細胞的環境，稱之為"微環境"，是幹細胞因老化流失的罪魁禍首。他們的研究結果對與年齡相關的疾病治療和再生醫學有效性有重大意義。此研究發表在5月23日的《自然》雜誌上。這項研究的資深研究員，索爾克的遺傳學實驗室副教授Leanne Jones說："調查結果顯示，把新生的或初期的幹細胞放在一個老環境裏（例如，一位中老年病人）可能不會產生最好的組織再生結果。"幹細胞居住的是其他細胞內的一個微環境，叫做"利基"，在幹細胞的功能上發揮重要作用。例如，一個組織受傷後，利基給幹細胞發信號從而形成新組織。普遍認為，幹細胞和自己的利基一生都在給對方發送信號，幫助彼此維持能量。組織和器官在衰老的時候功能逐漸喪失，被歸因於幹細胞的功能下降，但一直不清楚這種衰退是如何發生的。瓊斯的實驗室已調查了幾種可能出現的情況，如組織功能的喪失是否由於幹細胞的數量減少，幹細胞無法回應來自利基的信號，或利基發出的信號數量減少。為了探索幹細胞的老化，瓊斯在試驗中使用雄性果蠅細胞，這種和人類細胞非常相似的幹細胞。研究人員表明，隨著時間的推移，來自利基的信號如何維持果蠅幹細胞的活力，以及如何導致組織幹細胞數量的下降。它們還表明，恢復這些信號可以使細胞復活。該論文的第一作者，以色列海法大學的研究員，Hila Toledano說："果蠅和人類的幹細胞之間的行為驚人的相似，我們在組織幹細胞在治療與年齡相關的組織衰退或受傷後的組織再生上實現了突破，借此，我們的研究結果產生了重大影響。"索爾克研究人員發現，伴隨幹細胞的老化，細胞產生出一種稱為let-7的小分子RNA（一種RNA生產蛋白質過程中發揮消極作用的分子）。這種已知的小分子RNA存在於包括人類在內的許多物種當中。這let-7的增加引發了多米諾骨牌效應，通過影響肌苷酸（Imp）蛋白質打開一個"開關"，其功能是為了保護另一個分子UPD，而UPD則是從一個利基的關鍵領域分泌的一種蛋白質。總之，UPD促進幹細胞發送信號的活性，並保持與利基接觸，使它們能夠自我更新。伴隨細胞的老化，越來越多let-7的表達最終導致UPD水準降低，在利基中活躍的幹細胞數量減少。是什麼導致老年果蠅let-7在利基中的積累，仍然是一個懸而未決的問題。研究人員還證明，它們可以通過增加Imp的表達扭轉這種幹細胞因老化流失的局麵。瓊斯說："我們可以關閉老化開關。"這種矯正老化的方法可以通過不同的方式完成，如防止let-7的暫時性升高，阻止UPD的破壞或增加Imp表達。托萊達諾說："這項研究為藥物開發開闢了新途徑：借著刺激患者自身的幹細胞克服老齡化的後果。"瓊斯認為，這項研究發現了一個新原理，通過它利基可能失去其輔助功能，並證明了這是可以逆轉的。 "患者，這可能包括利基自身部分的聯合移植，或者利基藉著藥物治療恢復活力，用以支持移植的幹細胞。"索爾克研究所提供。