超百歲老人體細胞端粒恢復如嬰兒!114歲女性細胞還原為0歲幹細胞

2020-12-06 新智元

超過110歲的超長壽「基因彩票」

在全世界範圍內，目前據我們所知，只有28人被證實年齡超過110歲。這些超級長壽老人可以被稱為「中了基因彩票」。這一獨特的群體很難研究，它的樣本量實在有限，科學家對他們的追蹤記錄也尚語焉不詳。

儘管如此，迄今為止的研究發現，超級百歲老人不僅衰老速度較慢，而且對阿爾茨海默病和帕金森氏症等仍然影響百歲老人的慢性疾病也表現出一種奇怪的免疫力，且這似乎與他們的生活方式沒有太大關係。

那麼，熱衷於長命百歲的所有人就不禁好奇：這些超級百歲老人們為何老得這麼慢？為什麼是他們成為了超級百歲老人，而不是別人？

倒撥生命時鐘

現在，科學家們第一次將來自114歲女性的細胞重編程為誘導多能幹細胞（iPSC）。由桑福德·伯納姆·普雷比斯醫學發現研究所（Sanford Burnham Prebys）和生物技術公司AgeX Therapeutics的科學家完成的這項進步讓我們能夠著手進行研究，了解為什麼超級百歲老人可以這麼長壽和健康地生活。

該研究題為Induced pluripotency and spontaneous reversal of cellularaging in supercentenarian donor cells（《超級百歲老人供體細胞的誘導多能性和細胞衰老的自發逆轉》），於2020年2月27日發表在《生化與生物物理研究通訊》（Biochemicaland Biophysical Research Communications）上。

幹細胞是在一定條件下具有無限自我更新與增殖分化能力的一類細胞，能夠增殖產生和自己完全相同的子細胞，也能分化成為組成機體組織、器官的各種功能細胞。打個比方，幹細胞就是你身體裡的預備軍，它可以產生新的預備軍，也可以轉化為身體構造所需要的各種類型細胞。

根據這個定義，人的最原始的胚胎細胞肯定能變成各種其他細胞，所以它被稱為「胚胎幹細胞」(ESCs)。但是科學家如果拿人類胚胎做實驗，有違倫理。好消息是，2006年，一名日本科學家發現了一種技術，可以誘導已經分化了的體細胞重新編程回多功能幹細胞，具有幾乎等同於胚胎幹細胞的作用，這被稱為「誘導性多能幹細胞」（ Inducedpluripotent stem cells,iPSCS）。

因為幹細胞的神奇特點，大家都期待著它能在抗衰老方面發揮神奇作用。現在，雖然相關技術距臨床應用還為時尚早，但已有研究證實：回輸年輕的間充質幹細胞後，使老年衰弱綜合症患者許多症狀得到了改善。

研究過程

科學家們首次對一名114歲的婦女的幹細胞進行了重新編程，她是迄今為止年齡最大的捐獻者。

設置對照組：除了這位超級百歲老婦人之外，有一個是健康的43歲個體，還有一個是8歲的患早衰症的孩子。

研究人員首先將他們血液樣本中的細胞轉化成誘導多能幹細胞(iPSCs)，然後產生間充質幹細胞，它可幫助維持和修復骨、軟骨和脂肪等組織，以測試iPSCs的進一步分化能力。

實驗發現，來自114歲女性的細胞可以被重編程為誘導多能幹細胞（iPSC）。

三種人工誘導幹細胞對比發現：分化能力和效率基本相同；人工誘導的效率：基本相同；生成的幹細胞的端粒長超級百歲老人的細胞差一點。

這個超級百歲老人的細胞不僅像其他細胞一樣容易轉化成iPSCs，而且端粒——位於染色體末端、隨著年齡增長而收縮的「保護性」DNA序列——也被重置回「年輕的水平」，恢復了最初的端粒長度，甚至接近胚胎時的長度。研究人員說，他們獲得的結果相當於將細胞的生物鐘從114歲調回到0歲。

端粒與端粒結合蛋白一起構成了特殊的「帽子」結構，作用是保持染色體的完整性和控制細胞分裂周期。端粒部分的基因約50～200個核苷酸，會因多次細胞分裂而逐漸丟失，以至細胞不再分裂。因此，嚴重縮短的端粒是細胞老化的信號。

當然，這種端粒的重置在較老的細胞中並不經常發生，只有三分之一的時間。這表明極端衰老可能會產生一些持久的影響，需要更有效地重置細胞衰老。

研究意義：再老都可以誘導幹細胞，今後可揭開超長壽奧秘

能對100多歲這麼老的細胞，或者過早老化的細胞進行重新編程嗎?本研究證明，這是可以做到的。用了人類中最老的人的細胞，還是沒找到人工誘導幹細胞技術的年齡上限。

現在科學家已經克服了關鍵的技術障礙，今後可以順藤摸瓜，確定出他們的超長壽命和對退化性疾病有超強抵抗力的奧秘，揭示他們特有的基因或分子過程，並可開發模擬超百歲老人細胞模式或分子過程的藥物。

數據證明，極端年齡並不是端粒長度恢復過程中重新編程的絕對障礙。

通過對回顧性樣本進行重新編程，我們或許能夠擴大這一小群超級百歲老人供體的規模。

為什麼超級百歲老人95%都是女性？

據國外媒體報導，目前，美國科學家最新一項研究表明，全球年齡110歲以上的超級百歲老人至少具有一個共同點——95%都是女性。

人們都知道雌性激素能夠直接影響女性幹細胞群，例如：增多血幹細胞數量、發情期提升腦幹細胞再生能力等，但是雌性激素是否直接影響和改變壽命卻並不清楚。

近期研究發現補充雌性激素可以延長雄性老鼠壽命，同時，男性閹割者的壽命比非閹割者要長大約14年。

在對老鼠的雙胞胎對比研究中，科學家發現雄性比雌性擁有較短的染色體端粒，這是細胞壽命較短的信號。

科學家尚未找到為什么女性更加長壽的秘密。對男性和女性隨壽命再生能力下降的對比曲線的研究，會促進我們發現雌性激素和睪丸素等因素如何影響壽命。

參考連結：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X20303661?via%3Dihub

https://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150604141903.htm

https://www.the-scientist.com/daily-news/can-young-stem-cells-make-older-people-stronger-30521

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