德国波恩的研究者把一位 80 岁老人的血细胞,变成了分子年龄不到 20 岁的神经干细胞。按分子时钟算,这些细胞的衰老被倒转了 60 年以上。做法是把未成熟的红细胞直接重编程成神经干细胞,跳过了先变成多能干细胞的中间站。
研究由波恩大学医院和波恩大学完成,亚琛工业大学也参与了,论文发表在《Aging Cell》这本期刊上。负责的 Oliver Brüstle 教授是波恩大学医院重建神经生物学研究所的所长。
靠表观遗传时钟读年龄
判断细胞老了多少,靠的是表观遗传时钟。这类时钟读的是 DNA 上的化学修饰,人变老的过程中,这些修饰会稳定地累积或改变。修饰不动 DNA 序列本身,动的是某些基因被调用的频率。因为变化有规律,就能反推一个细胞在分子层面看起来多大。
结果很直接。重编程之后,取自 80 岁个体的细胞,分子年龄特征对应一个不到 20 岁的人。研究还给了一个时间点:50 天后,年轻化幅度约 60 年;整个流程持续 100 天以上,可以连续追踪,不必只看终点。
细胞的身份可以改
人体内有数百种特化的细胞,全部来自同一个受精卵,携带的基本是同一套遗传指令。细胞在发育中各自分工,正常情况下一张皮肤细胞变不成肝细胞,一个血细胞也变不成神经细胞。实验室技术把这个限制绕开了:一组叫转录因子的蛋白决定哪些基因被开启、哪些被关闭,改变细胞跟着哪套指令走,就换掉了它的身份。
把两步并成一步
这套流程跟过去的路线不一样。常规做法分两步,先把体细胞变成多能干细胞,再把它引向神经干细胞。两步走的年轻化来得快,快到很多中间变化来不及观察。波恩团队直接一步到位,年轻化在重编程过程中渐进发生,于是能看清每个阶段。
能连续观察这件事,对研究机制有实际价值。Brüstle 的解释是,表观遗传时钟在几周里被慢慢重置,这种模型适合用来找哪些因素、哪些活性物质会加快或放慢年轻化。团队早前的实验已经证明,用这条路子做出的神经细胞移植到小鼠脑内后,能跟原有神经元接上。
边界在哪里
边界得说清楚。这是实验室里的细胞模型,没有证明能逆转人的衰老,更谈不上治疗方案。年龄是神经退行性疾病最重要的风险因素,但把细胞的分子年龄调低,和让一个人不得阿尔茨海默病,中间隔着很长的距离。在 100 天的观察窗口里看到的变化,也只是细胞层面的证据。
研究经费来自欧盟 Horizon 2020、德国研究基金会,以及德国联邦研究、技术与航天部。我的判断是,这项工作的分量在模型,不在「人类细胞年轻 60 年」这个标题上。能拿到一套分子年龄可调、变化可追踪的细胞体系,就等于有了可以反复测试的对照,用来筛哪些条件会推动或拖住衰老。至于市面上的抗衰老说法,跟这项研究不是一回事。