《自然》重磅:乐成逆龄!恢复神经再生,年迈小鼠重获年轻好视力

发布时间:2022-03-29 00:29 点击数:
本文摘要:▎药明康德内容团队编辑 顶尖学术期刊《自然》今天报道了一项引人注目的研究结果。科学家们使用三种基因,让视网膜的神经细胞实现“返老还童”,重新获得修复损伤和再生的能力。因青光眼或自然衰老而视力减退的小鼠,重新了获得年轻时的正常视力。 这项研究也凭其重要性登上了最新一期的封面。研究团队由哈佛医学院的David Sinclair教授领衔,吕垣澄(Yuancheng Lu)博士为第一作者,与波士顿儿童医院的眼科教授何志刚博士展开互助。

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▎药明康德内容团队编辑 顶尖学术期刊《自然》今天报道了一项引人注目的研究结果。科学家们使用三种基因,让视网膜的神经细胞实现“返老还童”,重新获得修复损伤和再生的能力。因青光眼或自然衰老而视力减退的小鼠,重新了获得年轻时的正常视力。

这项研究也凭其重要性登上了最新一期的封面。研究团队由哈佛医学院的David Sinclair教授领衔,吕垣澄(Yuancheng Lu)博士为第一作者,与波士顿儿童医院的眼科教授何志刚博士展开互助。“这项事情首次证实,我们有可能对视神经这样的庞大组织举行宁静的重编程,使其变得年轻。

”研究机构的新闻稿指出,“作为观点验证,这种方法也为治疗种种与衰老相关的人类疾病奠基了基础。” 基因三重奏在这项研究中,科学家接纳的方式是,以腺相关病毒(AAV)为载体,将Oct4、Sox2和Klf4三个基因(简称OSK)送入小鼠的视网膜,然后通过药物控制三个基因的打开或关闭。

▲该研究示意图(图片泉源:参考资料[2])这三个基因,连同另一个叫c-Myc的基因,被配合称为“山中因子”,得名于2012年的诺贝尔奖得主山中伸弥。诺奖事情发现,四个山中因子组合在一起,可以把成体细胞转变为干细胞,也就是可以发育成险些任何类型的原始状态。这无疑让细胞坐上了回到已往的“时间机械”。

但科学家们需要解决新的问题:当细胞回到胚胎状态,它们会不停破裂,因此有导致癌症的风险;而且,这个历程还可能完全擦除细胞已有的身份,让特定类型的细胞相当于删号重练。“我们想要逆转年事,但还要想措施不让它逆转得太多。

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”Sinclair教授解释。▲这项研究的通讯作者David Sinclair教授多年致力于抗衰老研究(图片泉源:Life Biosciences公司官网)吕垣澄博士与同事们不停实验改良的方法,最终,他们发现可以只用三种山中因子,弃用在种种癌症中起作用的因子c-Myc。用革新后的新疗法,对小鼠经由一年多的一连治疗后,现在还没有视察到肿瘤发生,研究人员表现,这一现象令人鼓舞。

神经再生为测试三基因组合把细胞变年轻的能力,这支研究团队选择了视网膜中的神经节细胞(RGC)作为目的。这些细胞属于中枢神经系统,它们伸出长长的轴突,把视觉信号从眼睛传向大脑。出生后,中枢神经系统的再生能力迅速下降,RGC的轴突受损后难以回复,会导致视力下降。令人欣喜的是,当研究人员实验将三种山中因子递送到成年小鼠的视网膜RGC时,发现这些成熟的神经细胞显示出强大的再生能力,就像回到了发育早期。

这些细胞在受伤后依然还能再长出新的轴突。▲使用荧光染料标识轴突,可以看到在接受了三种山中因子的小鼠中,RGC受损后可以重新长出长长的轴突(图片泉源:参考资料[3];Credit:Yuancheng Lu)随后的两组实验,研究人员给模拟人类青光眼的小鼠模型,以及因为正常衰老而视力下降的暮年小鼠接纳了同样的治疗方式。

只管小鼠的视神经已经受损,但打开三种基因后,依然能提高RGC的存活和再生。测试效果显示,青光眼小鼠的视力获得恢复;暮年小鼠也乐成“逆龄”,RGC的神经电运动变得与正常年轻小鼠相似。▲给小鼠检查视力的实验,当它们恢复视力,会追随移动的条纹转头(图片泉源:参考资料[1])论文指出,“据我们所知,这是在青光眼造成视力损伤后,逆转视力丧失的首个例子,而不仅仅是像以往那样阻止其恶化。

”研究人员表现,如果他们的发现在进一步的动物研究中获得证实,他们可在两年内启动临床试验,在青光眼患者身上测试该方法的疗效。回拨生命时钟为什么对老旧的神经细胞重新编程,可以促进它们的再生?这项研究也让我们对衰老导致的细胞变化有了更深的认识。图片泉源:123RF一种理论认为,衰老的背后是表观遗传变异的累积。

只管一个胚胎的险些每个细胞都包罗同样的基因序列,但“读取”差别的基因,差别的细胞会发育成差别的组织器官。不改变基因序列而调治基因的读取,就属于表观遗传的功效。

随着年事增长,表观遗传发生的变化可能让细胞发生基因读取错误,导致衰老。其中一种重要变化就是DNA甲基化,即甲基分子在DNA上聚集,让原来应该打开的基因被关闭,或者相反。因此有人推测,如果适当擦除一些甲基化,是不是可以逆转细胞的衰老,让它们回到更年轻的状态?图片泉源:123RF这项研究的实验效果便支持了这种看法。

研究人员发现,当视网膜RGC受损时,DNA甲基化增加,而转入的三个山中因子可以改变神经细胞内的DNA甲基化模式。这一效果也意味着,DNA甲基化不仅是指示细胞年事的时钟,还是驱动细胞老化的努力因素。

用Sinclair教授的话说,“把这个时钟的指针往回拨动,时间也会倒转。”新的时代在《自然》同期揭晓的评论文章中,斯坦福大学医学院的Andrew D. Huberman博士探讨了这种“逆龄”方法应用于人类的潜力。

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▲《自然》同时刊发了专文评论他指出,三种转录因子对人的作用另有待进一步验证,但现有效果讲明,它们对大脑神经元举行重新编程的能力可能在差别物种中都是起效。鉴于RGC是真正的大脑神经元,有充实的理由认为三种因子对大脑、脊髓部位的其他神经元可以发生同样的显著作用。

“几十年来,一直有人主张,相识正常的神经发育历程将有一天让我们掌握能修复老化大脑或受损大脑的工具。吕垣澄与同事们的事情讲明:这个时代已经到来。”参考资料[1] Yuancheng Lu et al., (2020) Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision. Nature. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2975-4[2] Sight restored by turning back the epigenetic clock. Nature. Doi: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03119-1[3] Vision Revision Retrieved Dec. 3, 2020, from https://hms.harvard.edu/news/vision-revision[4] Genetic reprogramming rejuvenates nerve cells and restores vision in mice. Retrieved Dec. 3, 2020, from https://www.statnews.com/2020/12/02/genetic-reprogramming-rejuvenates-nerve-cells-and-restores-vision-in-mice/。


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