澳大利亚,新南威尔士州
一名80岁患者的细胞被重新编程到20岁以下的分子年龄，这种慢动作重置可能有助于揭示细胞回春的运作方式。
如果科学家们能够倒转一个80岁人类细胞的生物钟，使其表现得像20岁以下的细胞一样，会怎样？德国的研究人员正是做到了这一点，逆转了60多年的分子老化，同时将血细胞前体转化为能够产生神经元的神经干细胞。
这一由波恩大学医院和波恩大学科学家共同发现的，可能为生物学中最大的谜团之一——如何在细胞层面逆转衰老——提供新的见解。与以往能较快重置细胞分子年龄的方法不同，这种方法是渐进式的，使研究人员能够在100多天内观察回春过程的展开。
这项发表在《衰老细胞》上的研究为科学家提供了一个罕见的机会，去探究是什么驱动细胞再生，是什么减缓了它，以及这些机制是否最终有助于应对阿尔茨海默病等与年龄相关的疾病。
细胞身份与年龄的变化
身体中的大多数细胞携带基本相同的遗传指令，但会发展成具有不同功能的专门类型。它们的身份很大程度上取决于它们使用的指令。在正常情况下，血细胞不能简单地变成神经元。
通过从血液衍生的诱导神经干细胞（iNSCs）分化生成
研究人员可以通过重编程，利用称为转录因子的蛋白质组合来改变基因活性并引导其发育，从而重新定向细胞的身份。这一方法已经使科学家能够从皮肤细胞培养神经组织，未来有望为神经退行性疾病的治疗做出贡献。
波恩团队利用重编程将红细胞前体转化为神经干细胞。在早期实验中，通过这种方法产生的神经元在移植到小鼠大脑后，与现有神经元形成了连接。
然而，在当前的研究中，研究人员关注的是另一种现象：即细胞在重编程过程中显著复苏的观察。
提取自一位101岁捐献者的血细胞
分子钟所测量的是什么
为了追踪年轻化，研究人员研究了DNA中随年龄变化的化学修饰。这些修饰影响遗传信息的使用方式，而无需重写DNA序列本身（表观遗传学）。表观遗传时钟利用这些标记中的模式来估算细胞的分子年龄。
经过重编程后，一名80岁患者的细胞年龄低于20岁，50天后年龄减少了60多年。
这种表观遗传复兴确保细胞实际上表现得像年轻细胞一样。
科学家此前曾观察到在两步重编程过程中出现了回春。专门化细胞首先被恢复为多能干细胞状态，使其有潜力变成几乎任何类型的细胞。研究人员随后引导它成为一种神经干细胞，发展可能性范围大大缩小。
理解回春的慢路
与传统的两步快速回春方法不同，波恩团队将血细胞前体直接转化为神经干细胞，无需经过多能阶段。细胞的分子时钟会逐渐重置，使研究人员能够追踪这一过程超过100天。
这条延长的时间线为科学家提供了实时观察过程的机会，并测试什么加速或阻碍了它。
持续如此长时间的回春是理想的实验模型：由于表观遗传时钟在数周内缓慢重置，人们可以利用该模型研究哪些因素和活性物质加速或减缓回春过程。
对研究人员来说，理解这些对照对脑研究尤为重要：毕竟，年龄是阿尔茨海默病等神经退行性疾病最重要的风险因素！
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