成功逆转衰老!来自年轻身体的多种物质,可让衰老小鼠「重返青春」
丁香学术
古往今来,英雄白头,美人迟暮,最是令人叹息。随之而来的是人们对于衰老的抗拒和不甘,渴望永葆青春、长生不老。前有徐福东渡寻找不死之药,后传说古罗马的英勇角斗士鲜血可使癫痫病患者恢复健康,重拾青春。
为抵御岁月的痕迹,为抗衰以求青春永驻,实现人类的美好夙愿,科学家们前赴后继地深耕于生命健康领域,试图在历史长河中留下朵朵浪花,同时亦有无数只实验动物为人类的抗衰老大业奉献出宝贵的生命。
德国医生萨利·罗德曼曾在《血库与输血》教科书中畅想:「年轻人的热血、精华泉涌一般注入老年人体内,老人的所有病痛都即将消散……」这些描述形象地展现了年轻人的血液充满了特殊的效用。
但说起真正让「换血疗法」引起衰老领域研究热潮的,就不得不提及斯坦福大学 2005 年在 Nature 发表的一项「异龄异体共生」研究。研究者通过手术把年轻小鼠和老年小鼠连接在一起,使它们共享血液循环。结果发现年老小鼠的肝脏、肌肉都呈现出年轻化状态,逆转了衰老的迹象 [1]。
图片来源:Nature
这一研究让「换血疗法」一炮而红,但年轻血液让年老动物「返老还童」的机制到底是什么呢?近年来不少研究正在逐步揭开背后的面纱。
2022 年 5 月 24 日,中国科学院动物研究所刘光慧研究组等多个单位在 Cell Stem Cell 杂志发表研究论文 Heterochronic parabiosis induces stem cell revitalization and systemic rejuvenation across aged tissues[2]。该研究回答了上述问题,通过构建年老小鼠和年轻小鼠的异体共生模型,首次绘制了系统水平的单细胞转录组图谱,并对实验小鼠的骨髓、脾脏、外周血、脑、肝脏、骨骼肌和皮肤等 7 种组织器官进行了深入揭秘。
研究发现,老年个体不同器官的组织微环境在年轻血液中,具备恢复多种成体干细胞的活力。此外,造血干(祖)细胞(HSPCs)是对年轻血液尤为敏感的细胞类型之一,年轻、健康且充满活力的血液能够通过上调趋化因子 CCL3 的表达,从而促进衰老 HSPCs 的年轻化。
图片来源:Cell Stem Cell
除了上述提到的利用年轻血液抗衰老之外,科研人们八仙过海、各显神通,陆续发现年轻个体中的多种物质都可以减缓甚至逆转老年小鼠的衰老迹象。
2022 年 9 月 15 日,美国加州大学圣地亚哥分校基因调控和信号转导实验室的 Michael Karin 领衔的团队就发现抗原呈递细胞(APC)通过细胞外囊泡(Extracellular vesicles,EVs)向一些 T 细胞转移端粒,以延长 T 细胞端粒的长度,使 T 细胞变得更长寿并能够长期保护宿主免受致命感染 [3]。
有趣的是,端粒细胞外囊泡可以从血液中纯化出来,当将这些细胞外囊泡添加到 T 细胞中(主要是幼稚或中央记忆型 T 细胞)时,便可以在人类和小鼠的免疫系统中呈现抗衰老活性。
图片来源:Nature Cell Biology
2022 年 10 月 19 日,又有一篇新的研究发现,给老年小鼠注射来自年轻小鼠脂肪间充质干细胞的小细胞外囊泡,即可减少老年小鼠的衰老迹象,改善其协调能力、肌肉力量,增强抗疲劳性。注射了小细胞外囊泡的老年小鼠如同服用「返老还童」药丸一般,一些组织表观遗传上似乎变得更年轻 [4]。
该研究以 Small extracellular vesicles from young adipose-derived stem cells prevent frailty, improve health span, and decrease epigenetic age in old mice 为题发表在 Science Advances 杂志。
图片来源:Science Advances
类似研究如雨后春笋般层层冒出,科学家们还发现年轻大脑中的神奇蛋白,可提高记忆力,让衰老大脑「重返青春」!
同年来自斯坦福大学医学院神经学与神经科学系的科研团队在 Nature 杂志发表研究论文 Young CSF restores oligodendrogenesis and memory in aged mice via Fgf17,该研究发现将年轻小鼠的脑脊液直接注入衰老的大脑可以明显改善记忆功能,其中少突胶质细胞对这种恢复最敏感,同时进一步确定了 Fgf17 是在衰老的大脑中恢复少突胶质细胞功能的关键靶点,助力衰老大脑「重返青春」[5]。
图片来源:Nature
人体内还有一种物质,也跟衰老紧密相关,那就是肠道菌群。
一篇在 Nature Aging 杂志发表的文章发现,将年轻小鼠的肠道菌群移植给老年小鼠,能够明显抵消小鼠大脑中与衰老相关的特定改变,进而表明了粪便移植对衰老相关的认知衰退的潜在治疗潜力 [6]。
图片来源:Nature Aging
上述研究取得的巨大成果令人瞩目,关于人类抗衰老的相关研究正如火如荼地进行。然而,通过来源于年轻个体的血液、细胞外囊泡、脑脊液等来提供衰老逆转治疗,其背后也面临着一系列伦理道德以及社会问题,需要进行更充分的讨论。
随着对衰老背后潜在机理的不断了解,将帮助开发相关药物和策略以延缓人们的衰老进程并改善健康水平。