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干细胞抗衰老? 返老还童离我们到底有多远
科技日报 / 2015-10-10

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间充质干细胞

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20世纪70年代,科学家发现DNA每复制一轮,末端都将损失一段DNA片段,这就是端粒,它像一顶安全帽一样,通过自我“牺牲”来保证DNA序列的 完整性。但如果没有补偿机制,DNA在经过万千代复制后,最终将不断缩短甚至消失,从而造成两个后果—衰老和肿瘤。科学家发现,一种被称为“端粒酶”的物 质在维持甚至延长端粒长度方面发挥着决定性的作用。

近日,台湾大学、南开大学和密歇根大学的科学家通过体细胞核移植的方法,成功地从端粒酶杂合缺失的小鼠体细胞中得到端粒延长且具有真正发育多潜能性的多能干细胞。这一成果从实验和理论层面都表明:人类“返老还童”不再是梦想。

从古代帝王的不老仙丹,到现代百姓的养颜偏方,返老还童抑或长生不老一直是人类亘古不变的追求, 就连科学家也不遗余力地研究着“向天再借五百年”的方法,在这些研究中我们总是能看到干细胞的身影,那么干细胞和衰老究竟有什么关系,它是否是开启逆生长的一把钥匙呢?

衰老之谜

干细胞随年龄增长活性和再生能力降低

什么是衰老?衰老的本质是什么?衰老是生命永恒的节奏。头发变白、牙齿脱落、皱纹出现……这是我们看得见的衰老,而内脏器官机能的衰退、反应迟钝、记 性变差、抵抗力减弱……这是我们看不见的衰老。人体衰老所表现的组织器官结构退行性变和机能降低,其本质是细胞衰减,而细胞的衰减又主要由干细胞衰减所 致。因此国家干细胞工程技术研究中心主任韩忠朝说:“衰老的本质其实是干细胞的衰减。”

人可以活到100岁或更长,而单个体细胞往往没有那么长的寿命,例如,上皮细胞每27天—28天更换一次,肠黏膜细胞每2天—3天就要换一次。机体成 熟体细胞会因衰老或受伤死亡,需要随时产生它们的替代品,而干细胞就是这些替代品的来源。它们在人体发育过程中,会长期保持自己的幼稚状态和分化潜能,当 受到一些特殊的理化刺激时,才会活跃起来,开始增殖和分化,变成机体需要的细胞类型,发挥应有的作用。这就好像是一些隐藏在成人群里的小孩子,平时静静的 待在那里,一旦身体需要,就可以迅速变多、长大,成为大人,与别的大人一样工作。

韩忠朝介绍,干细胞按其增殖分化能力可以分全能干细胞、亚全能干细胞、多能干细胞、寡能干细胞和专能干细胞;按其组织来源可以分为胚胎干细胞、胎盘脐 带等围产期干细胞、骨髓干细胞、心脏干细胞、等不同组织干细胞;按其生理功能可分为、神经干细胞、血管干细胞、皮肤干细胞等。

在理想的情况下,这些干细胞可以维持我们一生的需要。但是现实是残酷的,宁夏人类干细胞研究所首席科学家李玉奎指出,干细胞研究领域通过这些年的研究 得到的共识就是随着人们年龄的增加,人体内很多种干细胞的活性和再生能力也在降低。新生的细胞补充不足,衰老细胞不能及时被替代,导致全身各系统功能下 降。

原标题:干细胞真的能“干掉”衰老吗?

回复青春

拿谁的干细胞来拯救谁的衰老

“如果能够避免、矫正或者延缓干细胞衰退的过程,理论上可以预期对衰老的进程有所改善。”李玉奎说。看来要想“返老还童”还是要在干细胞身上“打主意”,而利用干细胞抗衰老不外乎是用自己的干细胞还是用别人的干细胞。

用别人的干细胞抗自己的衰老,主要存在的问题是免疫排斥。“就像很多韩剧里面都有这样的情节,患白血病的主人公需要移植骨髓,但却很难找到合适的配 型。”李玉奎说,“人群中很难找到免疫完全匹配的两个人,包括我们的亲人,无论父母、子女、兄弟姐妹。所以一个人的细胞通常是不可以直接给另一个人用的, 除非用的时候使用一些药物来抑制免疫排斥,但那样的话在临床来说就比较复杂了。”

如果借别人的干细胞一时间难以实现,那么求人不如求己,从免疫学的角度来说,自体干细胞不会被排斥,可以自然存活并发挥其功能,因此能用自体干细胞抗 衰老自然最好。但韩忠朝指出,当人进入老年时期,其体内干细胞的数量和功能都会降低,因此年老时取自体干细胞,比如脂肪中的干细胞与其留在脂肪组织长脂 肪,不如从中提取出来,用于其他组织的再生修复,比如注射到脸上,可能会改善面部衰老,但是这对于对抗人体整体的衰老有点拆东墙补西墙的意味,而且也似乎 有点杯水车薪。

如果年老的时候利用自身干细胞抗衰老是拆东墙补西墙、杯水车薪,那么我们能不能在年轻的时候储存一部分干细胞,等到年老的时候用来对抗衰老呢?李玉奎 说,这在技术上是可行的,但一个细胞种类能起到的作用很有局限性,比如保存年轻时的待年老时注射到皮肤,它只能让皮肤看上去好看一些,对其他器官不起作 用;而保存等年老的时候植入体内,可以让你的血液系统更年轻一些,人也会在一定时期内生命活力比较旺盛,但如果想保持这种活力就需要每半年或者一年持续注 射,成本比较高;此外,保存的干细胞不能取代实体脏器器官的作用。

韩忠朝也承认,年轻时将自己的和宫内膜干细胞保存一些供今后使用是个策略,但如何保存目前还存在一些问题,现在他们还在进行相关研究工作。

这样看,年老时的干细胞不够用,年轻时的干细胞用不起,用干细胞抗衰老似乎走进了死胡同,然而诱导多功能性干细胞(简称IPS细胞)的出现为打破这一 困局带来了一线曙光。IPS细胞是通过实验室人工诱导的方法,把已经分化过的细胞重新编程,转变为在各方面都与胚胎干细胞极为接近的一种多能干细胞,是一 种细胞水平上的“返老还童”,这种细胞既能分化生成各种组织细胞,也能够发育为完整个体。

原标题:干细胞真的能“干掉”衰老吗?

雾里看花

“返老还童”到底离我们有多远

有了IPS细胞是不是我们就离“返老还童”很近了呢?

李玉奎指出,IPS技术目前还面临很多问题。首先将成熟的体细胞诱导成IPS细胞这个过程只能在体外发生,诱导成功后还是要将这些干细胞输入到人体内 部才能起作用,有些部位可以直接注射回去,比如皮下,但是有些部位是不能直接注射回去的,而且有些部位起作用不是以单个细胞的形式,比如心脏,它是一个完 整的器官在起作用,把干细胞植入进去只能修复一些疾病损伤。要想让整个心脏的功能恢复年轻状态,只能是用自身干细胞培育出一个新的心脏,等原来的心脏衰老 了,再把新的心脏换上去。

其次,IPS细胞最早是日本人山中伸弥于2006年利用病毒载体将4个转录因子(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)的组合转入分化的体细胞 中,使其重新编程而发现的。那么当这个细胞已经带有一个病毒,把它输回人体当然不安全,医疗管理部门也不会允许。因此最近几年人们在研究能不能用其他东西 替代病毒,我国科学家正在设法用小分子代替病毒,小分子代谢很快,进入人体很快就能代谢掉,所以没有大的安全隐患。

但IPS细胞的另外一个不安全性目前还没有办法改进,这就是它具有生成肿瘤的危险。IPS细胞可以无限增生分裂,而且它有潜力可以生成多种不同种类的 细胞。把IPS细胞植入人体,一旦环境适合它就会不停地分裂,而肿瘤也是细胞不停分裂形成的,因此IPS细胞很有可能会生成肿瘤。所以对于其使用的基本底 线是必须在体外把它变成不能增殖的细胞种类,然后才能将这些细胞植入人体。现在科学家们也在做这方面工作,比如用它生成能够产生胰岛素的细胞。但是目前为 止,没人能做到既保证IPS细胞变成的这种不能增殖的细胞种类真的不具有生成肿瘤的能力,又保证这种不能增殖的细胞真的能够起作用。李玉奎解释说,研究人 员做细胞不会做单个的细胞,都是上百万、千万甚至上亿的细胞,这样就面临一个问题:如何能保证这上百万、千万甚至上亿的IPS细胞每一个都转变成了不能增 殖的细胞,但凡有一个细胞没有转变,一旦植入人体它就有可能无限增殖成为肿瘤。由于这些技术问题到目前为止还没有完全解决,所以也就限制了IPS细胞在临 床上的应用。

所以,就目前的技术而言,期望能通过干细胞技术得以“返老还童”,还是一种看不清结局的奢望。李玉奎说,如果“返老还童”指的是去除皱纹,那么目前用 干细胞很容易就能做到;如果“返老还童”指的是更换一个人的器官组织,来让这个人的身体机能年轻,这至少还需要几十年的时间;但如果“返老还童”指的是要 把一个人全方位的恢复到年轻时期的状态,现在看来还遥遥无期。对此韩忠朝也表示,虽然利用干细胞完全实现“返老还童”是不可能的,但是延长寿命,提高健康 活力和生命质量还是可行的,而且相信很快就可以实现。

 

 

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