四川細(xì)胞科技有限公司
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Team elite
成功了！美科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：造血干細(xì)胞可以延長(zhǎng)壽命12%
亞利桑那大學(xué)——神經(jīng)科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)
低成本的恐怖電影里經(jīng)常有類似這種的情節(jié)：大反派為了長(zhǎng)生不老去吃小孩。
這種續(xù)命方法除了法律和道德問題之外，有效性上也有很大的缺陷。如果你作為一部這種電影里的主人公要去解開續(xù)命和吃小孩的矛盾，最好的辦法可能是對(duì)反派問一句：朋友，你聽說過造血干細(xì)胞嗎。
造血干細(xì)胞就像教師。他們培育一批特定專業(yè)的人才。這些人才在畢業(yè)后都被統(tǒng)一派往身體里工作最繁重，因此也是損耗最大的地方：血液。我們血液中的血紅細(xì)胞、白細(xì)胞，和血小板都是由造血干細(xì)胞分化而來的[1]。
當(dāng)造血干細(xì)胞因?yàn)樗ダ隙スδ?，血液中損壞的舊細(xì)胞就不再能被新細(xì)胞所頂替。老師退休造成人才缺失，重要的崗位招不到人只能停工。細(xì)胞組織慢慢的、一環(huán)扣一環(huán)的、接二連三的停止工作——這就是衰老。
2013年一篇著名的科學(xué)論文曾表示造血干細(xì)胞的老化是衰老的最重要的因素之一[2]。要針對(duì)這個(gè)因素，現(xiàn)在最主要的方法就是造血干細(xì)胞移植[3]。然而這個(gè)方法存在著巨大的缺陷。
造血干細(xì)胞就像莊稼。他們集中生長(zhǎng)在農(nóng)田里，收獲季節(jié)過后就產(chǎn)出就會(huì)變差。想要繼續(xù)收獲好的作物，就需要一把火把秸稈都燒掉，把田地空出來，播種新的莊稼。哺乳動(dòng)物的這片農(nóng)田就在骨髓里，放火燒掉秸稈空出田地，就是用致死量的放射線來摧毀骨髓中所有的舊造血干細(xì)胞[4]。
想象一下這發(fā)生在你體內(nèi)
這種高劑量的放療會(huì)同時(shí)徹底破壞掉免疫系統(tǒng)，造成多種健康問題，并且極大的提高死亡率[5]。到頭來就成了想要研究造血干細(xì)胞怎么續(xù)命，首先得把實(shí)驗(yàn)對(duì)象弄個(gè)半死，研究自然是進(jìn)行不下去。
而這次一支來自美國(guó)的團(tuán)隊(duì)就發(fā)明了一種無需進(jìn)行放療的造血干細(xì)胞移植技術(shù)。利用這項(xiàng)新技術(shù)，科學(xué)家首次通過非藥物和基因的方式延長(zhǎng)了小鼠的壽命[6]。這項(xiàng)研究于2020年2月3日發(fā)表于衰老研究期刊《Aging Cell》上。
這項(xiàng)移植技術(shù)基于一種新的思路：人為的趕走骨髓中的造血干細(xì)胞。哺乳動(dòng)物體內(nèi)的造血干細(xì)胞都集中生長(zhǎng)在骨髓中，每天，它們中的1~5%會(huì)離開骨髓，在血液里游蕩。剩余的造血干細(xì)胞則被一種蛋白固定在了骨髓中，不僅如此，骨髓還會(huì)通過控制一種趨化因子（CXCL12）的濃度將造血干細(xì)胞困住。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)通過注射一種糖蛋白（G-CSF）可以激活骨髓中的蛋白酶，這些蛋白酶會(huì)定向分解和關(guān)閉掉用來固定造血干細(xì)胞的蛋白，從而使得造血干細(xì)胞可以自由移動(dòng)[7]。不僅如此，此前還有研究發(fā)現(xiàn)利用一種趨化因子受體（CXCR4）的拮抗劑（AMD3100）可以改變特定趨化因子（CXCL12）的在骨髓內(nèi)的趨化梯度，使得造血干細(xì)胞可以更順暢的離開骨髓進(jìn)入血液[8]。
通過同時(shí)對(duì)小鼠在注射這兩種藥物，更多的干細(xì)胞會(huì)進(jìn)入血液，骨髓也因此騰出了空間來接收新的造血干細(xì)胞。左：傳統(tǒng)造血干細(xì)胞移植技術(shù)，通過大劑量的放/化療來清除骨髓中的造血干細(xì)胞，然后植入新細(xì)胞。 右：新造血干細(xì)胞移植技術(shù)，通過引導(dǎo)骨髓中的造血干細(xì)胞進(jìn)入外周血液來創(chuàng)造骨髓中的空間，然后植入新細(xì)胞。
通過這種方式，科學(xué)家在1個(gè)月后成功將老年小鼠體內(nèi)~90%的造血干細(xì)胞替換成了年輕小鼠的造血干細(xì)胞。之后經(jīng)過4個(gè)月的調(diào)節(jié)，老年小鼠體內(nèi)的年輕造血干細(xì)胞比重穩(wěn)定在了77%。通過注射糖蛋白G-CSF和AMD3100（普樂沙福，輔助G-CSF的驅(qū)動(dòng)造血干細(xì)胞功效）驅(qū)使老年雌性小鼠骨髓內(nèi)造血干細(xì)胞移入外周血液，同時(shí)將年輕同系雌性小鼠的造血干細(xì)胞植入老年小鼠的外周血。此周期在一個(gè)月內(nèi)重復(fù)7次。最終老年小鼠中新造血干細(xì)胞比重穩(wěn)定在~77%
通過記錄和分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)移植后的小鼠壽命較普通小鼠延長(zhǎng)了12%之多。除了壽命延長(zhǎng)，移植后的老年小鼠每天吃得更多、體重不再衰減、衰老相關(guān)的特征減少、一切健康指標(biāo)恢復(fù)到年輕小鼠水平。而后續(xù)的測(cè)試確認(rèn)新的移植技術(shù)沒有對(duì)小鼠造成任何長(zhǎng)期或短期的不良影響，健康續(xù)命大成功。通過新移植技術(shù)獲得年輕造血干細(xì)胞的老年小鼠壽命得到了延長(zhǎng)。HSCT:造血干細(xì)胞移植， 藍(lán)色：接受移植的小鼠，紅色：新移植技術(shù)對(duì)照組（沒有接受年輕造血干細(xì)胞）黑色：傳統(tǒng)造血干細(xì)胞移植技術(shù)對(duì)照組移植后的老年小鼠每日食物攝入水平(c)和體重(d)都得到提升。HSCT:造血干細(xì)胞移植， 藍(lán)色：接受移植的小鼠，紅色：新移植技術(shù)對(duì)照組（沒有接受年輕造血干細(xì)胞）黑色：傳統(tǒng)造血干細(xì)胞移植技術(shù)對(duì)照組。
接下來為了確認(rèn)這種移植技術(shù)能作為一種新的工具運(yùn)用在未來的干細(xì)胞續(xù)命研究中，科學(xué)家觀察了移植后年輕造血干細(xì)胞的各種數(shù)值。最終確認(rèn)所有干細(xì)胞功能上沒有任何異常，依然在按照年輕的狀態(tài)運(yùn)作。移植后小鼠和多個(gè)對(duì)照組中T細(xì)胞（CD3e）、B細(xì)胞(B220)，和骨髓樣細(xì)胞(Myeiold)在外周血液中的分部對(duì)比. 縱軸：白細(xì)胞亞型/全部白細(xì)胞亞型*100小鼠骨髓中LSK細(xì)胞(一種小鼠造血干細(xì)胞的早期形態(tài))的布對(duì)比。結(jié)合之前數(shù)據(jù)，表明年輕造血干細(xì)胞維持了自身的系譜表型并有效改善了老年小鼠因衰老導(dǎo)致的系譜表型變化。
小結(jié)：
這是科學(xué)家首次通過細(xì)胞治療的方式健康的延長(zhǎng)了小鼠壽命。也是首次為造血干細(xì)胞移植延壽的思路提供了證據(jù)支持。不過興奮之余，我們還是要冷靜理性的來看待這項(xiàng)研究。首先，它是一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，不論結(jié)果如何，它離人類的臨床運(yùn)用還有很遠(yuǎn)的距離。其次，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)不在于它成功的給小鼠續(xù)了命，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在有很多藥物，基因手段都能在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)續(xù)命，這種例子作為時(shí)光派讀者的你一定隨便就能說出好幾個(gè)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的重要性在于它為今后造血干細(xì)胞續(xù)命的研究提供了一個(gè)強(qiáng)力工具。
像這樣令人驚喜的研究正在慢慢豐富我們對(duì)衰老的理解，引導(dǎo)著我們從一個(gè)續(xù)命只能靠吃小孩的盲目低效錯(cuò)誤的廉價(jià)恐怖片時(shí)代走向科學(xué)有效的續(xù)命之道。
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