丁香五月天婷婷久久婷婷色综合91|国产传媒自偷自拍|久久影院亚洲精品|国产欧美VA天堂国产美女自慰视屏|免费黄色av网站|婷婷丁香五月激情四射|日韩AV一区二区中文字幕在线观看|亚洲欧美日本性爱|日日噜噜噜夜夜噜噜噜|中文Av日韩一区二区

您正在使用IE低版瀏覽器,為了您的雷峰網(wǎng)賬號(hào)安全和更好的產(chǎn)品體驗(yàn),強(qiáng)烈建議使用更快更安全的瀏覽器
此為臨時(shí)鏈接,僅用于文章預(yù)覽,將在時(shí)失效
業(yè)界 正文
發(fā)私信給付靜
發(fā)送

0

Nature 封面:科學(xué)家用「重編程」逆轉(zhuǎn)生命之鐘,恢復(fù)小鼠喪失的視覺

本文作者: 付靜 2020-12-03 18:25
導(dǎo)語:因?qū)w細(xì)胞重編程技術(shù)的研究,山中伸彌獲得了 2012 年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

1951 年 12 月 6 日,英國著名動(dòng)物學(xué)家、1960 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者 Peter Brian Medawar 在倫敦大學(xué)學(xué)院發(fā)表了題為《一個(gè)未解決的生物學(xué)問題》(An Unsolved Problem of Biology)的就職演講。次年,與這次演講題目同名的書籍出版,被后世認(rèn)為是現(xiàn)代關(guān)于衰老問題研究的開創(chuàng)性著作。

關(guān)于衰老,Peter Brian Medawar 提出了兩種解釋:一是生物學(xué)角度的「先天衰老」,即衰老是生物必經(jīng)的過程;二是物理學(xué)角度的「衰老磨損」,即衰老是一種累積效應(yīng)。

在第一種解釋之下,衰老和死亡由物種進(jìn)化決定,目的是為年輕一代騰出空間——我們的生命進(jìn)程中有一個(gè)“主時(shí)鐘”,倒數(shù)著我們能自然存活的時(shí)間。

在世人看來,衰老這件事情,雖然很無奈,但也無法改變。

不過,2020 年 12 月 3 日最新一期《自然》雜志封面論文揭示了衰老的機(jī)制,并指出了與年齡有關(guān)的神經(jīng)疾病的有效治療靶點(diǎn)。

這似乎在告訴我們:生命之鐘并非完全不可逆轉(zhuǎn)。

Nature 封面:科學(xué)家用「重編程」逆轉(zhuǎn)生命之鐘,恢復(fù)小鼠喪失的視覺

重新改變細(xì)胞的命運(yùn)

這篇論文題為 Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision(通過重編程技術(shù)恢復(fù)年輕的表觀遺傳信息及視力)。

論文作者來自于哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Paul F. Glenn 衰老生物學(xué)中心、神經(jīng)科、Schepens 眼科研究所、遺傳學(xué)系)、哈佛大學(xué) Wyss 生物啟發(fā)工程研究所遺傳學(xué)系、耶魯醫(yī)學(xué)院病理學(xué)系、麻省總醫(yī)院癌癥中心、加州大學(xué)洛杉磯分校大衛(wèi)·格芬醫(yī)學(xué)院人類基因?qū)W系、澳洲新南威爾士大學(xué)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)系,可謂強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。

Nature 封面:科學(xué)家用「重編程」逆轉(zhuǎn)生命之鐘,恢復(fù)小鼠喪失的視覺

逆轉(zhuǎn)衰老時(shí)鐘,科學(xué)家們利用到的是重編程技術(shù)。

重編程即 reprogramming,指在不改變基因序列的前提下,通過表觀遺傳修飾來改變細(xì)胞的命運(yùn)。

那么「表觀遺傳」又是什么?

舉個(gè)例子,一對(duì)基因完全相同的同卵雙生雙胞胎,從小生活的環(huán)境也完全一樣,但長大后他們的性格、健康狀況等表征還是會(huì)存在不小的差異。

就是說,即便 DNA 序列沒有變化,生物體的表型卻有了改變。

因此,科學(xué)界提出了與經(jīng)典遺傳學(xué)相對(duì)應(yīng)的「表觀遺傳學(xué)」——他們認(rèn)為,基因組既包含 DNA 序列提供的遺傳信息,還包含著一類用于修飾基因組 DNA 的遺傳信息,何時(shí)、何地、以何種方式應(yīng)用 DNA 遺傳信息,都靠這種遺傳信息下發(fā)指令,而這就是所謂的表觀遺傳信息。

在這篇論文中,科學(xué)家們指出,生物之所以會(huì)衰老,一個(gè)原因就在于表觀遺傳噪聲(epigenetic noise)的積累,這種噪聲會(huì)破壞基因的表達(dá)模式,導(dǎo)致組織機(jī)能和再生能力下降。隨著時(shí)間流逝,恰恰是這樣的噪聲積累構(gòu)成了衰老時(shí)鐘的基礎(chǔ)。

基于此,科學(xué)家們提出的問題是:老年人體內(nèi)是否還保留著恢復(fù)表觀遺傳所需的信息?如果是的話,身體組織功能又能否被改善呢?

抱著這樣的問題,科學(xué)家們開始了改變細(xì)胞命運(yùn)的嘗試。

將不可逆變成可逆

論文介紹,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能和再生能力會(huì)隨年齡增長逐漸下降,神經(jīng)元會(huì)逐漸退化,損傷也不再能恢復(fù)。

科學(xué)家們此次將眼睛作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織的一種模型進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明,三種轉(zhuǎn)錄因子可使視神經(jīng)元重返年輕。

具體來講,科學(xué)家們用腺相關(guān)病毒感染小鼠的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,利用遺傳工程改造病毒,誘導(dǎo)了一組“山中因子”(Yamanaka factor),即轉(zhuǎn)錄因子(包括 Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc 四種),旨在觸發(fā)成熟細(xì)胞重返不成熟狀態(tài)。

可能一些人對(duì)“山中因子”并不陌生——2012 年,因?qū)w細(xì)胞重編程技術(shù)的研究,時(shí)任京都大學(xué)教授的生物學(xué)家山中伸彌(Shinya Yamanaka)獲得了諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

山中伸彌發(fā)現(xiàn),“山中因子”可被轉(zhuǎn)變?yōu)檎T導(dǎo)性多功能干細(xì)胞(iPSC),這種細(xì)胞類似于胚胎干細(xì)胞,可無限分化,轉(zhuǎn)變成我們體內(nèi)的任何一種細(xì)胞。

因此,這種方法被認(rèn)為可能會(huì)實(shí)現(xiàn)返老還童。

但據(jù)《自然》報(bào)道,這種方法通常會(huì)在體內(nèi)帶來危險(xiǎn),原因就在于它會(huì)給細(xì)胞帶來一些不需要的特征,造成腫瘤或死亡。

幸運(yùn)的是,此次科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),舍棄 c-Myc 基因后,僅通過三種轉(zhuǎn)錄因子 Oct4、Sox2、Klf4(科學(xué)家們將其統(tǒng)稱為 OSK)的表達(dá),上述風(fēng)險(xiǎn)可被規(guī)避。

如下圖所示,科學(xué)家們測試了感染的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在細(xì)胞軸突被壓碎時(shí)再生的能力。結(jié)果表明,在視神經(jīng)損傷后,表達(dá) OSK 的病毒引發(fā)了視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的再生長和長距離軸突伸展,不論是細(xì)胞特性、視網(wǎng)膜腫瘤的形成或是任何其他不良影響,都沒有明顯改變。

Nature 封面:科學(xué)家用「重編程」逆轉(zhuǎn)生命之鐘,恢復(fù)小鼠喪失的視覺

最終的結(jié)果是,小鼠視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞中 OSK 的異位表達(dá)恢復(fù)了 DNA 的甲基化模式和轉(zhuǎn)錄物,促進(jìn)了軸突的損傷后再生。

這一研究表明,即使軸突受損傷后,它們也可以在不同時(shí)間點(diǎn)誘導(dǎo) OSK 的表達(dá),改善視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的存活和再生。而此前幾乎所有用于增強(qiáng)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞存活和軸突再生的技術(shù)都必須在視神經(jīng)損傷之前進(jìn)行,僅僅是這一點(diǎn)就沒法與治療過程兼容。

據(jù)了解,OSK 的作用在較為年長的動(dòng)物中可見,說明上述方法可以完全恢復(fù)成熟視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的再生能力。

Nature 封面:科學(xué)家用「重編程」逆轉(zhuǎn)生命之鐘,恢復(fù)小鼠喪失的視覺

利用這樣的方法,科學(xué)家們?cè)谝恢换加星喙庋鄣男∈蠛鸵恢焕夏晷∈笊砩?,分別實(shí)現(xiàn)了視力喪失的逆轉(zhuǎn)。

值得一提的是,青光眼作為三大致盲眼病之一,是一種不可逆的疾病。將不可逆變成可逆,可謂是醫(yī)學(xué)界的一項(xiàng)重要成就,《自然》也表示:

這項(xiàng)研究是該領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。

當(dāng)然客觀來看,雖然現(xiàn)有結(jié)果表明 OSK 可能會(huì)重編程跨物種的大腦神經(jīng)元,OSK 對(duì)于人類的作用仍有待檢驗(yàn)。

電影《本杰明·巴頓奇事》中,男主由衰老走向年幼,看似是從終點(diǎn)走向起點(diǎn),然而奇幻的一生仍要經(jīng)歷生離死別和諸多遺憾,最終以一個(gè)熟睡的嬰兒姿態(tài)和世界告別。

Nature 封面:科學(xué)家用「重編程」逆轉(zhuǎn)生命之鐘,恢復(fù)小鼠喪失的視覺

過去幾十年里,科學(xué)家們一直相信逆轉(zhuǎn)生命之鐘是有可能的。如今看來,眾人所設(shè)想的那個(gè)時(shí)代好像就要來了,或許未來人類能夠少一些遺憾吧。 

引用來源:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2975-4

https://www.nature.com/articles/d41586-020-03119-1

http://nautil.us/issue/36/aging/physics-makes-aging-inevitable-not-biology

雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)

雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章,未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。

分享:
相關(guān)文章

編輯

關(guān)注前沿科技。
當(dāng)月熱門文章
最新文章
請(qǐng)?zhí)顚懮暾?qǐng)人資料
姓名
電話
郵箱
微信號(hào)
作品鏈接
個(gè)人簡介
為了您的賬戶安全,請(qǐng)驗(yàn)證郵箱
您的郵箱還未驗(yàn)證,完成可獲20積分喲!
請(qǐng)驗(yàn)證您的郵箱
立即驗(yàn)證
完善賬號(hào)信息
您的賬號(hào)已經(jīng)綁定,現(xiàn)在您可以設(shè)置密碼以方便用郵箱登錄
立即設(shè)置 以后再說