科学家逆转了成人干细胞的衰老时钟
最近審查:30.06.2025
科学家开展的一项研究证明,负责修复受损组织的干细胞的衰老过程是可以逆转的。这一发现或许将推动开发治疗人类自然衰老所致疾病的新方法,例如心脏病发作后的心肌修复、关节炎和骨质疏松症。
目前,人们对干细胞在衰老中的作用的理解是,生物体的年龄取决于其组织特异性成体干细胞的数量。因此,发现成体干细胞启动自我更新(即增殖、分化并修复衰老组织)的分子机制,并理解其背后的机制,可能成为再生医学和许多与年龄相关的疾病治疗的基础。
巴克衰老研究所和佐治亚理工学院的科学家们开展了一项研究,揭示了阻止成体干细胞随着衰老而分裂的机制——生物钟。通过干扰基因组中先前被认为是非活性“基因组垃圾”区域的非蛋白编码RNA的活性,科学家们证明,人类成体干细胞的衰老过程是可以逆转的。
科学家提出,干细胞基因组中与年龄相关的DNA损伤应该与人体体细胞中的损伤有所不同。已知正常细胞的端粒(染色体末端部分)在衰老过程中会缩短,而成体干细胞的端粒长度则不会改变。因此,干细胞衰老背后还有另一种机制。
在这项研究中,科学家们比较了两组成体干细胞样本:一组是能够自我更新的年轻干细胞,另一组是经历了长期传代过程、细胞再生能力被耗尽的干细胞。结果发现,干细胞中的大部分DNA损伤集中在基因组中被称为“逆转录转座子”的区域,而这些区域此前被认为是无功能的,被称为“垃圾DNA”。
与能够抑制逆转录转座子活性和修复DNA损伤的年轻成体干细胞不同,老年干细胞无法抑制这一过程,从而引发细胞衰老过程。
通过抑制逆转录转座子积累的毒性转录本,科学家不仅能够逆转成人人类干细胞的衰老过程,而且让作者自己都大吃一惊的是,通过激活干细胞的多能性,使它们恢复到早期发育阶段,这在胚胎干细胞的自我更新中起着非常重要的作用。
在不久的将来,科学家们希望确定再生干细胞是否适合临床组织再生。