逆轉(zhuǎn)生物鐘，成功將舊細胞變年輕。

　　所以真的可以逆生長了嗎?

　　這就是登上Nature封面的研究：

　　來自哈佛、耶魯大學(xué)的研究人員，通過細胞重新編程技術(shù)，成功恢復(fù)了老年老鼠的視力。

　　此舉證明了可以安全地將復(fù)雜組織(視覺神經(jīng)組織)返老還童。

　　哺乳動物可返老還童了?復(fù)旦校友恢復(fù)了老年小鼠視力

　　第一作者呂垣澄還是一位中國面孔，本科就讀于復(fù)旦大學(xué)生物科學(xué)系，隨后前往哈佛大學(xué)攻讀博士學(xué)位。

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　　想要實現(xiàn)返老還童，就需要先了解我們是如何衰老的。

　　我們?nèi)绾温�慢變�?

　　衰老，從細胞層面來講，就是一個組織出現(xiàn)功能障礙，再生能力退化的過程。

　　在此前的研究當中，造成生物衰老的其中一個原因是，表觀基因組隨著時間變化，擾亂了基因表達模式，導(dǎo)致組織功能和再生能力下降。

　　這也就構(gòu)成了此次研究的一個基本假設(shè)。

　　我們知道細胞分化，緣于基因的特異性表達。而這當中的調(diào)節(jié)功能，就屬于表觀基因組的范疇了。

　　表觀基因組，就是在不改變原本DNA序列的情況下，以特定模式開啟或關(guān)閉基因的系統(tǒng)。

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　　而它隨著時間推移，最重要的一個變化就是DNA甲基化。

　　DNA甲基化是在胚胎發(fā)育過程中產(chǎn)生的，以產(chǎn)生各種細胞類型。隨著時間的流逝，DNA甲基化的年輕模式消失了。

　　應(yīng)打開的細胞基因被關(guān)閉，應(yīng)該關(guān)閉的被開啟，從而導(dǎo)致細胞功能受損。

　　但目前，尚未有研究證明，DNA甲基化是否會驅(qū)動細胞的年齡變化，從而控制了衰老。

　　因此，研究人員就假設(shè)，如果DNA甲基化確實控制了衰老，那么擦除一些足跡就可能會逆轉(zhuǎn)活生物體內(nèi)細胞的衰老，從而讓細胞返老還童!

　　團隊表示，以往的工作已經(jīng)在實驗室培養(yǎng)皿中實現(xiàn)了這一方式，但都未能證明對活生物體的作用。

　　那么具體是如何擦除DNA甲基化的足跡呢?我們進一步細看。

　　讓小鼠視神經(jīng)逆生長

　　這項研究建立在諾貝爾獎得主山中伸彌的研究基礎(chǔ)上。

　　山中伸彌團隊發(fā)現(xiàn)成熟細胞可以重新編程，成為多功能性細胞，并由此獲得了2012年諾貝爾生理學(xué)獎或醫(yī)學(xué)獎。

　　其中的關(guān)鍵，就是4個轉(zhuǎn)錄因子，分別是Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc。

　　轉(zhuǎn)錄因子有著調(diào)節(jié)基因表達的作用，即讀取DNA來制造蛋白質(zhì)，早期胚胎中重要的轉(zhuǎn)錄因子已知的有24個，山中伸彌團隊將其縮小到了4個。

　　這4個轉(zhuǎn)錄因子可以清除細胞上的表觀遺傳學(xué)標記并使這些細胞恢復(fù)到其原始胚胎狀態(tài)，從中發(fā)育成任何其他類型的細胞。

　　但隨后研究發(fā)現(xiàn)，這一方法會出現(xiàn)兩個類型的細胞：一是讓細胞狀態(tài)充重置為最原始的細胞狀態(tài)，從而完全擦除細胞的身份;二是腫瘤細胞，誘導(dǎo)了生物體腫瘤的生長。

　　呂垣澄和同事，在此基礎(chǔ)上修改了一下，從而避開了腫瘤的生長。

　　他們刪除了c-Myc，僅遞送了剩余的三個因子，Oct4、Sox2和Klf4。這一方法成功地逆轉(zhuǎn)了細胞衰老，而沒有加劇腫瘤的生長或失去其特性

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　　△山中伸彌和第一作者呂垣澄

　　驗證完3個因子可轉(zhuǎn)化為原始細胞狀態(tài)之后，他們隨即專門研究了視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞。

　　這些細胞通過軸突(神經(jīng)元的一條突起)將信息從感光體傳遞大腦，該結(jié)構(gòu)構(gòu)成視神經(jīng)。

　　如果胚胎或新生小鼠的神經(jīng)被切斷，這些細胞可以使視神經(jīng)再生。但這種能力會隨著年齡、時間的變化而消失。

　　于是，他們就用鑷子壓碎了小鼠的視神經(jīng)，并向眼睛注射了無害病毒，病毒中攜帶了三種轉(zhuǎn)錄因子。

　　據(jù)Nature報道稱，這種注射方式，可以防止一些受損的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞死亡，甚至可以促使一些新的軸突生長。

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　　△注入因子后軸突生長

　　除此之外，研究小組還在患有青光眼的小鼠中測試了這一方式。

　　青光眼，是人類與年齡相關(guān)的眼部疾病。在青光眼中，視神經(jīng)受損通常是由于眼內(nèi)壓力的累積。

　　因此，他們就向小鼠眼睛中注入了微小的珠子，阻止了正常的引流并增加了壓力，從而損害了視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞。

　　四周后，小鼠視力下降了約25%。但經(jīng)過基因治療后，這些動物恢復(fù)了大約一半的視力敏銳度。

　　證實，受青光眼損傷的小鼠視力可以得到恢復(fù)。不過研究人員表示，現(xiàn)在說這種方法是否可以治療那些失明患者還為時尚早。

　　進一步的，他們把目光聚焦在了1歲健康小鼠，大概就是我們的中年水平。這類小鼠視覺敏銳度得分比5個月大的同類動物低約15%。

　　治療四周后，年紀較大的小鼠的視覺敏銳度得分與年幼小鼠相似。研究人員在他們的細胞中看到了類似于年輕動物的DNA甲基化和基因表達模式。

　　這三類實驗成功證實，小鼠的視神經(jīng)細胞可以通過基因變化來變得年輕，這讓生物衰老時鐘逆轉(zhuǎn)變成了可能。

　　接下來，他們將計劃在大型動物中測試這種基因治療方法的安全性。

　　復(fù)旦校友一作

　　這項研究的第一作者，叫做呂垣澄，本科畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院。

　　隨后遠赴美國哈佛大學(xué)深造，并取得了生物醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。

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　　在哈佛期間，呂垣澄在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)終身教授David Sinclair團隊做研究。

　　David Sinclair也是本次研究的通訊作者，可以說是全球范圍內(nèi)，抗衰老研究的領(lǐng)軍人物。

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　　呂垣澄除了在學(xué)術(shù)方面有著深厚的造詣，生活中，還是一個不折不扣的籃球迷。

　　這也是他的微博所展現(xiàn)出來的畫風：學(xué)術(shù)+籃球。

　　而且偶像非常明確——韋德。

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　　網(wǎng)友：我的斷臂有救了

　　最后，對于這樣里程碑式的研究，網(wǎng)友們紛紛表示贊嘆：

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　　但與此同時，也不乏一些神級評論：

　　我截肢的右臂能長回來嗎?

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　　還有網(wǎng)友戲稱：

　　現(xiàn)在，這就是個疫苗了!

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　　……

　　網(wǎng)友們是有些腦洞大開了。

　　畢竟，研究人員自己也表示：

　　這項研究迄今為止只在老鼠身上進行過。

　　這種方法是否適用于人類，或者隨著時間推移，是否會損傷其他組織或器官，還有待觀察。