美國巴布拉漢姆研究所的研究人員發現了一種可以在30年內使人體皮膚細胞恢復活力的方法，可以逆轉細胞的衰老時鐘而不喪失其功能。
上述研究所表觀遺傳學研究項目的研究人員的工作已經能夠部分恢復最古老細胞的功能，並恢復生物年齡的分子測量。 這項研究今天發表在《eLife》雜誌上，儘管還處於探索的早期階段，但它可能會徹底改變再生醫學。
隨著年齡的增長，我們細胞的功能能力會下降，基因組會積累衰老的痕跡。 再生生物學旨在修復或替換細胞，包括活細胞。
再生生物學最重要的工具之一是其創造可誘導細胞的能力。 這個過程是幾個步驟的結果，每個步驟都會消除一些使細胞特化的標記。 理論上，這些幹細胞有潛力轉化為任何細胞類型，但科學家們尚無法可靠地重建幹細胞重新分化為所有細胞類型的條件。
再生生物學最重要的工具之一是它能夠創造細胞以誘導
這種新方法基於科學家用來製造幹細胞的諾貝爾獎獲獎技術，通過停止懸掛過程的部分重編程，克服了完全消除細胞身份的問題。 這使得研究人員能夠找到重編程細胞之間的精確平衡，使它們在生物學上更年輕，同時仍然能夠恢復其特殊的細胞功能。
2007年，山中伸彌（Shinya Yamanaka）是將具有特定功能的正常細胞轉化為具有成為特定類型細胞的特殊能力的成熟細胞的先驅科學家。 整個乾細胞重編程過程需要大約 50 天，使用四種稱為山中因子的關鍵分子。
這種新方法被稱為“成熟相變重編程”，將細胞暴露在山中因子下僅 13 天。 此時，與床相關的變化被移除，並且細胞的身份暫時被迷惑。 部分重編程的細胞有時間在正常條件下生長，以觀察其特定的皮膚細胞功能是否恢復。 基因組分析表明，這些細胞已經恢復了皮膚細胞（成纖維細胞）的特徵標記，這是通過觀察重編程細胞中膠原蛋白的產生來證實的。
為了證明細胞已恢復活力，研究人員尋找衰老特徵的變化。
正如迪爾吉特·吉爾（Diljeet Gill）所解釋的那樣，“過去十年，我們對分子水平衰老的理解取得了進展，研究人員開發出了能夠測量人體細胞中與年齡相關的生物製劑的技術。 我們能夠將其應用到我們的實驗中，以確定我們的新方法改變的重編程程度。”
重新編程的細胞與參考組相比年輕 30 歲。
研究人員研究了細胞年齡的多種方式：表觀遺傳時鐘（整個基因組中存在的化學標籤表明年齡）和轉錄組（細胞產生的所有基因讀數）。 基於這兩項測量，重編程細胞與參考數據集相比年輕 30 歲的細胞特徵相匹配。
這項技術的潛在應用取決於細胞是否不僅看起來更年輕，而且功能也像年輕細胞一樣。 成纖維細胞產生膠原蛋白，這是一種存在於骨骼、皮膚、肌腱和韌帶中的分子，有助於構建組織和癒合傷口。 與在重編程過程中未產生的對照細胞相比，恢復活力的成纖維細胞產生了更多的膠原蛋白。 成纖維細胞也會進入需要修復的區域。
研究人員對部分恢復活力的細胞進行了探測，發現經過處理的成纖維細胞比老細胞更快地進入間隙。 這是一個有希望的跡象，表明有一天這項研究可以用來創造更能治癒傷口的細胞。
我們已經證明，細胞可以在不喪失其功能的情況下恢復活力，並且恢復活力旨在恢復衰老細胞的某些功能。
未來，這項研究還可能開闢其他治療的可能性； 研究人員指出，該方法還包括與禁閉相關的基因和與教育相關的綜合症的清醒作用。 與阿爾茨海默病相關的 APBA2 基因和與白內障發展有關的 MAF 基因都顯示出向青少年轉錄水平的變化。
成功的瞬時重編程背後的機制尚未完全被理解，這是下一個需要探索的難題。 你好。 研究人員推測，參與塑造細胞身份的基因組關鍵區域可能會逃脫重編程過程。
Diljeet 總結道：“我們的結果代表了理解細胞重編程的重要一步。 我們已經證明，細胞可以在不喪失功能的情況下恢復活力，並且恢復活力旨在恢復衰老細胞的某些功能。 我們還看到疾病相關基因中衰老標記的逆轉，這一事實特別有希望。”
曼努埃爾·塞拉諾
山中因素
由 ICREA 研究員 Manuel Serrano 領導的巴塞羅那生物醫學研究所 (IRB) 細胞可塑性和疾病實驗室的科學家們成功地通過細胞重編程週期使小鼠的一些器官和組織恢復活力。 具體來說，科學家觀察到囓齒類動物的胰腺、肝臟、脾臟和血液發生了顯著變化。
“這項工作的目的是確定體內重編程和細胞再生的初始過程，並確定未來研究可以通過藥物或營養水平干預的過程，”Serrano 解釋道。
在《衰老細胞》雜誌上發表的這項研究中，研究人員研究了山中因子單週期刺激的效果，以便更好地定義所涉及的機制。
為此，他們分析了衰老過程中細胞新陳代謝、基因表達和 DNA 狀態的變化，以及如何通過重新編程部分逆轉這些變化。
文章第一作者 Dafni Chondronasiou 總結道：“我們想要研究恢復活力過程的初步效果，在分子水平上觀察到胰腺的改善，真是令人驚喜。”
