干细胞技术通过擦拭他们的DNA清洁来恢复老人细胞

干细胞技术恢复老人细胞

根据斯坦福大学医学院的研究人员的一项新的研究,旧人体细胞恢复到更年轻的蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质。

研究人员还发现,在老年小鼠现有的肌肉干细胞接受了恢复青春的蛋白质治疗并被移植回体内后,它们恢复了青春的力量。

称为Yamanaka因子的蛋白质通常用于将成人细胞转化为所谓的诱导多能干细胞或IPS细胞。诱导多能干细胞可以变成身体中的几乎任何类型的细胞,无论它们来自哪个细胞。他们在再生医学和药物发现中变得重要。

该研究发现,在实验室中诱导旧人体细胞以简要表达这些蛋白质的衰老的许多分子标志,并使处理过的细胞从他们的较年轻的同行中脱节。

“当iPS细胞由成人细胞制成时,它们既年轻又具有多能性,”妇产科助理教授、伍兹家族儿科转化医学学者Vittorio Sebastiano博士说。“一段时间以来,我们一直在思考是否有可能在不诱导多能性的情况下简单地逆转衰老时钟。现在我们发现,通过严格控制暴露于这些蛋白质因子的时间,我们可以促进多种人体细胞类型的年轻化。”

Sebastiano是该研究的资深作者,该研究将于今天(2020年3月24日)在线发表自然通信。前毕业生Appash Sarkar,Ph.D.,是该文章的主要作者。

“我们对这些调查结果非常兴奋,”学习协作托马斯·兰多,MD,博士,博士学位,神经学与神经科学教授以及斯坦福衰老的斯坦福格伦中心主任。yabo124“自2000年代初的研究表明,自2000年代初,我的同事和我一直在追求组织的重新焕发活力,揭示了系统性因素可以使旧组织更年轻。2012年,Howard Chang和我提出了使用重新编程因素来恢复细胞和组织的概念,并令人欣慰,看看采用这种方法取得成功的证据。“昌,博士,博士,是一种皮肤病学教授和斯坦福的遗传学。

接触蛋白质

Sebastiano的实验室的研究人员使IPS细胞来自成人细胞,例如那些组成皮肤的人,通过在大约两周的时间内将它们的时间内暴露于早期胚胎发育的重要蛋白质。他们通过每天介绍,短暂的核糖核酸信息进入成年细胞。RNA信息编码了制造山中蛋白质的指令。随着时间的推移,这些蛋白质会逆转细胞的命运——将它们沿着发育时间轴向后推,直到它们类似于它们起源的年轻的、类似胚胎的多能细胞。

在此过程中,细胞不仅揭示了他们以前的身份的任何记忆,而是他们恢复到更年轻的状态。他们通过擦拭它们来完成这种转变脱氧核糖核酸清除分子标签,这些标签不仅可以区分,比如说,皮肤细胞和心肌细胞,还可以随着细胞老化而积累。

最近,研究人员开始怀疑,将成年细胞暴露在山中蛋白中几天而不是几周,是否能够在不诱导完全多能性的情况下触发这种年轻细胞的逆转。事实上,索尔克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)的研究人员在2016年发现,在具有某种提前衰老形式的小鼠中简短地表达这四种山中因子可以延长动物的寿命约20%。但尚不清楚这种方法是否对人类有效。

Sarkar和Sebastiano想知道老式人类细胞是否会以类似的方式响应,以及响应是否仅限于几种细胞类型或许多组织的概括。他们设计了一种方法来使用称为Messenger RNA的遗传物质暂时表达六个重新编程因素 - 四个Yamanaka因子加上两种额外的蛋白质 - 在人体皮肤和血管细胞中。信使RNA在细胞中迅速降解,允许研究人员紧紧控制信号的持续时间。

然后,研究人员将处理细胞和对照细胞的基因表达模式与来自年幼人的老年人获得的治疗细胞和对照细胞进行比较。他们发现来自老年人的细胞在暴露于重编程因素的四天后表现出老龄化逆转的迹象。然而,未经治疗的老年细胞表达了与已知衰老途径相关的更高水平的基因,但治疗的年龄细胞在其基因表达模式中更紧密地称为较年轻的细胞。

When the researchers studied the patterns of aging-associated chemical tags called methyl groups, which serve as an indicator of a cell’s chronological age, they found that the treated cells appeared to be about 1½ to 3½ years younger on average than untreated cells from elderly people, with peaks of 3½ years (in skin cells) and 7½ years (in cells that line blood vessels).

比较老龄化标志

接下来,他们比较了几种衰老标志 - 包括细胞感应营养素,代谢化合物如何创造能量和处理细胞垃圾 - 来自青少年的细胞,从老年人处理的细胞和未经处理的细胞。

Sebastiano说:“我们在所有测试的细胞类型中发现,除了一种细胞外,其他所有细胞都有明显的恢复。”“但我们最后也是最重要的一个实验是在肌肉干细胞上做的。虽然他们天生就有自我更新的能力,但这种能力会随着年龄的增长而减弱。我们想知道,我们是否也能使干细胞恢复活力并产生长期影响?”

当研究人员移植到已经治疗的老年小鼠被治疗的老鼠肌肉干细胞后,他们发现,动物恢复了年轻小鼠的肌肉力量。

最后,研究人员从患有和不患有骨关节炎的人的软骨中分离出细胞。他们发现,骨关节炎细胞暂时暴露在重编程因子下,减少了炎症分子的分泌,提高了细胞分裂和功能的能力。

研究人员目前正在优化使人体细胞恢复活力所需的重编程蛋白质组,并探索在不将细胞或组织移除的情况下处理它们的可能性。

“虽然需要更多的工作需要完成,但我们希望有一天有机会重新启动整个组织,”Sebastiano说。“但首先我们希望确保这在实验室中严格测试,发现是安全的。”

参考文献:“核重编程因素的瞬态非综合表达促进人体细胞中老龄化的多方面改善”通过Tapash Jay Sarkar,Marco Quarta,Shravani Mukherjee,Alex Colville,Patrick Paine,Linda Doan,Christopher M. Tran,Constance R. Chu,史蒂夫霍维斯,雷斯齐,尼奇巴特尼,托马斯A.兰多和维托里奥·塞巴斯蒂安,2020年3月24日,自然通信
DOI:10.1038 / S41467-020-15174-3

其他斯坦福共同作者是前博士后学者Marco Quarta,Ph.D。博士后学者Shravani Mukherjee,博士;研究生Alex Colville;研究助理Patrick Paine,Linda Doan和Christopher Tran;Constance Chu,MD,骨科手术教授;Stanley Qi,Ph.D.,生物工程助理教授和化学和系统生物学;yabo124和骨科手术副教授,博士博士,博士。

来自加利福尼亚州加州大学的退伍军人事务Palo Alto卫生保健系统的研究人员也有助于该研究。

该研究得到了国家卫生研究院(授权R01 AR070865,R01 AR070864,R01 AG03606,R01 AG057433和R01 AG047820),Glenn Chiness,美国老龄化研究和退伍军人事务部的联合会。

Sarkar,Quarta和Sebastiano是启动转向生物技术的联合创始人,该公司是应用本文中描述的技术以治疗衰老相关条件的公司。Rando是科学咨询委员会的成员。

3评论“干细胞技术通过擦拭他们的DNA清洁来恢复老人体细胞”

  1. 弗朗西斯布莱恩·福尔马特月亮|3月24日,2020年5:28 AM|回复

    祝参与这个项目的所有人好运。
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  2. 因此,短时间内暴露于Yamanaka蛋白将逆转老化。似乎可能很快就可以完成临床试验。

    Padron博士

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