返老还童”不是梦——干细胞研究新进展

自古以来,无论是王侯将相,还是平民百姓,无一不希望自己能够长命百岁,永葆青春。殊不知其”返老还童”的秘方就在自己的机体内。随着研究者们对机体干细胞越来越深入的研究,”返老还童”的梦想正在一步步实现。
近日,来自斯坦福大学的研究团队发现:大脑中处于静止状态的衰老神经干细胞恢复”年轻状态”的关键是需要激活细胞中的溶酶体来降解蛋白聚集体。

人为什么会衰老?
人体是一个大型”细胞社会”。每个细胞都有不同的功能和使命,每天都有1%~2%的死亡同时伴随着1%~2%细胞的新生。而干细胞就是这个”细胞社会”的基石。随着个体生命的生长、发育、成熟,体内干细胞会逐步减少,制造新细胞的能力减弱。尤其是大脑,神经细胞成年之后将无法再分裂增殖,且神经干细胞(Neural Stem Cell,NSC)活性也随着年龄增长而大幅降低。最终会因为细胞的新陈代谢的减弱,而使衰老细胞越来越多。于是,机体的衰老就出现了。

干细胞随年龄增加而减少
研究还发现,大脑中还存在一种处于”沉睡”状态的神经干细胞,称为静息状态的神经干细胞(quiescent neural stem cell,qNSC)。当处于激活状态的神经干细胞(activated neural stem cell,aNSC)不足的时候,它们会从”沉睡”中醒来,变成aNSC用以补充大脑中神经干细胞的数量。然而这群特殊的qNSC也逃脱不了衰老的命运,它们的衰老最终造成了整个大脑的衰老。
为什么机体qNSC也会衰老?
斯坦福大学的研究团队分别将年轻小鼠和年老的小鼠的qNSC和aNSC以及相关的细胞分离出来,然后进行转录组测序。研究它们的转录水平上及基因表达上的不同。
不同必然的;比如核糖体相关的基因表达、代谢通路相关的基因表达及线粒体相关的基因表达不同等等。而斯坦福大学的研究团队选择了对qNSC和aNSC的溶酶体相关基因表达差异进行了深入研究。研究发现,在qNSC细胞中,溶酶体较多且大;而在aNSC中则溶酶体较少且小。进一步研究发现,qNSC的溶酶体中存在大量蛋白质聚集体,而aNSC的溶酶体中则没有。
更加神奇的是,研究者们还发现;一旦将老年小鼠qNSC中那些功能减弱、数量减少的溶酶体通过雷帕霉素或者调控溶酶体的关键基因TFEB激活,那些蛋白聚集体就会降解,而此时衰老的qNSC又会重回”年轻状态”。

qNSC的溶酶体多且大(图中绿色代表溶酶体,蓝色为细胞核)而aNSC的溶酶体少且小(图片来自Science)
如何利用干细胞”返老还童”?
随着社会科技的不断发展,我们对衰老,对死亡有了更加清晰的认识。我们要善于利用新的研究成果和技术,充分发挥干细胞的优势,使我们的细胞、组织和器官再次年轻化。同时,干细胞技术的深入研究也有助于我们更好地开发药物,使我们能够过上更加有活力、年轻化的生活,从而实现”返老还童”。

参考文献:
[1] Lysosomeactivation clears aggregates and enhances quiescent neural stem cell activationduring aging.2018.

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