Nature：“返老還童”的新希望

 美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)了血液和免疫系統(tǒng)老化的關(guān)鍵因素，為減緩甚至逆轉(zhuǎn)越來(lái)越嚴(yán)重的老年疾病風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)了希望，包括慢性炎癥疾病、貧血、血癌、以及威脅生命的感染。 

關(guān)鍵在于一小部分干細(xì)胞（這些細(xì)胞在發(fā)育早期出現(xiàn)，負(fù)責(zé)在整個(gè)生命周期中更新血液）的健康狀況與自噬作用（一種細(xì)胞的程序性死亡）之間的聯(lián)系。
這項(xiàng)研究發(fā)表在近日的《Nature》上，UCSF的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，除了清理細(xì)胞中的廢物之外，自噬作用對(duì)于維持造血干細(xì)胞(HSC)和免疫系統(tǒng)的秩序也非常重要，HSC能產(chǎn)生攜帶氧的血細(xì)胞和防止流血的血小板，以及抵抗感染和處理病原體的整個(gè)免疫系統(tǒng)都有影響。
研究人員發(fā)現(xiàn)，自噬作用能使代謝活躍的HSC回到類似冬眠的靜止?fàn)顟B(tài)，從而抑制HSC。這是成年人HSC的默認(rèn)狀態(tài)，從而使HSC可以終生維持這種狀態(tài)。該研究的科學(xué)家Emmanuelle Passegué博士說(shuō)：“自噬作用在干細(xì)胞生物學(xué)中的這一作用過(guò)去不為人所知。”
無(wú)法激活自噬作用對(duì)于血液細(xì)胞有嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致特定種類血細(xì)胞生成失衡。有缺陷的自噬作用會(huì)降低HSC更新血液系統(tǒng)的能力。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在老年小鼠體內(nèi)的衰老HSC中，有70%沒有經(jīng)歷自噬作用，這些細(xì)胞呈現(xiàn)出功能異常。然而，另外30%經(jīng)歷了自噬作用的衰老細(xì)胞的表現(xiàn)和年輕小鼠的HSC一樣。
Passegué在還是UCSF再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究中心的醫(yī)學(xué)教授時(shí)主導(dǎo)了這項(xiàng)研究。今年1月份他成為了哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的干細(xì)胞項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，還成為了遺傳學(xué)系的杰出校友教授。

使血液和免疫系統(tǒng)返老還童的療法

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)多種不同的組織干細(xì)胞都隨著年齡的增長(zhǎng)而功能下降。這個(gè)現(xiàn)象的原因一直是研究熱點(diǎn)。
經(jīng)歷了大量實(shí)驗(yàn)和分析之后，科學(xué)家們對(duì)比了老年小鼠和年輕小鼠的HSC，它們的基因都被修改，所以不會(huì)經(jīng)歷自噬作用。研究發(fā)現(xiàn)，失去了自噬作用的年輕小鼠也會(huì)出現(xiàn)很多老年小鼠常見的血液?jiǎn)栴}，包括HSC細(xì)胞外觀的變化，不同血液細(xì)胞的比例被擾亂，這都是衰老的特征。
過(guò)去的研究表明，自噬作用會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)“囊”的形成，它會(huì)吞噬并且酶促消化分子甚至是主要的細(xì)胞器，包括線粒體。但是在這項(xiàng)新研究中，他們發(fā)現(xiàn)，因基因修改而導(dǎo)致的自噬作用缺失會(huì)導(dǎo)致激活的線粒體積聚，并且增加氧化代謝，這會(huì)引起HSC中的DNA發(fā)生化學(xué)變化。
這種“后生的”DNA變化改變了HSC的發(fā)育情況。它們會(huì)導(dǎo)致某些血細(xì)胞不成比例地生成，降低HSC更新血液系統(tǒng)的能力。這個(gè)結(jié)果與無(wú)法激活自噬作用的衰老HSC相似。相反，自噬作用很強(qiáng)的衰老HSC能夠抑制它們的線粒體和代謝，可以重建健康的血液系統(tǒng)。
科學(xué)家們成功地在實(shí)驗(yàn)室中利用藥物重建了衰老HSC的自噬作用，這為造血干細(xì)胞的“返老還童”帶來(lái)了希望。
Passegué說(shuō)：“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)提供了一個(gè)有趣的治療角度，激活所有衰老HSC的自噬作用，延緩血液系統(tǒng)衰老，在骨髓或造血干細(xì)胞移植中提升成功率。我們希望能夠利用這項(xiàng)成果改善干細(xì)胞的健康狀況，幫助老年人預(yù)防血癌，并增強(qiáng)他們的免疫系統(tǒng)?！?/p>