都說治病要去根,癌癥的病根在哪里?
對大部分癌癥來說,病根就兩個字——衰老。隨著年齡的增加,細胞中積累的突變越來越多,癌變越來越容易。隨著年齡的增加,免疫系統也會逐漸退化,癌變的細胞也會更容易逃脫免疫監視,長成腫瘤。
自中世紀以來,一個人的終生患癌率已經翻了兩番,這里面最重要的原因在之一就是人均壽命的增長。
當然我們不可能說為了減少癌癥,把人均壽命再給縮短,但有沒有可能讓衰老的人重新年輕?甚至于一個老年的癌癥患者變年輕的話,恢復活力的免疫系統是不是就能自己把腫瘤干掉了?
神奇的山中因子
人體的衰老首先是細胞的衰老。人體細胞等動物細胞有個明顯的特點——分化過程不可逆。
像植物細胞,哪怕只是一小片葉片,只要在適當條件下培養,就可以讓其中已經終末分化的植物細胞脫分化,變回全能干細胞,再發育成一株完整的植株。而動物細胞再怎么培養,頂多也就是自己分裂,沒法變回干細胞。
不過在2007年,日本科學家山中彌申打破了動物細胞不能去分化的歷史。他使用4種關鍵分子,首次讓具有特定功能的已分化細胞重新脫分化,變回干細胞[1]。這4種關鍵分子后來也被稱為“山中因子”。
山中因子以及使用山中因子誘導多能干細胞的技術一經發現,醫學界就表現出極大的興趣。有想用它再生胰島細胞治療糖尿病的,有想用它培育神經元修復神經損傷的,甚至還有想用它制造心臟、腎臟等器官用于移植的。但還有人把目光投向了山中因子的一個隱秘功能——抗衰老。
山中彌申因發現山中因子和誘導多能干細胞技術獲得了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎
重置細胞年齡,讓返老還童成為可能
眾所周知,人體細胞的分裂次數是有限的,大約分裂40~60次后就會進入衰老狀態,失去再次分裂的能力,這被稱為海弗里克極限。每次細胞的分裂,DNA兩端的端粒就會縮短一點,基因組中也會積累一些表觀遺傳改變,這些改變被稱為“分子鐘”,記錄了細胞的年齡。
而山中因子除了能讓已分化的細胞去分化外,還可以重置細胞的分子鐘,讓細胞重新年輕。在2016年,Salk研究所的Izpisua Belmonte等人發現,使用山中因子可以延長早衰小鼠的壽命[2]。去年,他們又更進一步,在正常小鼠中證明了山中因子的抗衰老功能[3]。
在長期接受山中因子的小鼠中,哪怕到了22月齡(相當于人類70歲左右),皮膚和腎臟組織的表觀遺傳學特征,以及血液中的代謝分子特征都更類似于年輕小鼠。而且,這些長期接受山中因子治療的小鼠,皮膚、肌肉等組織的再生能力也更強,受到損傷時更不容易留下永久的疤痕。
讓小鼠在分子層面返老還童
不過研究中也發現,山中因子的治療程序要求十分嚴格,而且有一定危險性。如果一周七天連續使用山中因子,小鼠很有可能會死亡,只有按照用2天休5天的頻率才能實現抗衰老的效果,但起效也較為緩慢,需要5個月以上才有明顯效果。
雖說這一研究距離最終的臨床應用還有比較遠的距離,但它已經讓我們看到了逆轉衰老、返老還童的希望。或許在將來,癌癥、神經退行性疾病等年齡相關的疾病,都不再成為人類健康的威脅。
參考文獻:
[1]. Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors[J]. cell, 2006, 126(4): 663-676.
[2]. Ocampo A, Reddy P, Martinez-Redondo P, et al. In vivo amelioration of age-associated hallmarks by partial reprogramming[J]. Cell, 2016, 167(7): 1719-1733. e12.
[3]. Browder K C, Reddy P, Yamamoto M, et al. In vivo partial reprogramming alters age-associated molecular changes during physiological aging in mice[J]. Nature Aging, 2022, 2(3): 243-253.
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