繞開(kāi)傳統的分子操作,僅僅通過(guò)體外培育多能性干細胞實(shí)現端粒的延長(cháng)。這對于致力于研究長(cháng)端粒是否造福健康、延長(cháng)壽命的科學(xué)家而言是一個(gè)好消息。但是,這類(lèi)細胞是否確實(shí)能夠減緩衰老、降低患病率還未得到驗證。近期,來(lái)自于西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)的MaríaA.Blasco博士團隊在老鼠身上證實(shí)了其優(yōu)勢。
更加驚喜的是,這類(lèi)多能干細胞分化出的功能細胞同樣也攜帶長(cháng)端粒。注有該類(lèi)特殊細胞的老鼠模型被證實(shí)擁有更為健康的體魄,包括較少的DNA損傷、緩慢的分子衰老、降低的患癌概率。相關(guān)研究成果發(fā)表在《NatureCommunications》期刊。
攜帶超長(cháng)端粒的干細胞:再開(kāi)外掛?
作為“生命時(shí)鐘”,端粒一直是生命學(xué)家研究的熱點(diǎn),它與壽命、DNA損傷、癌癥等多種疾病都有著(zhù)千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。科學(xué)家們也一直想破解其中關(guān)聯(lián)以獲取健康、長(cháng)壽的源泉。
早在2009年,Blasco團隊避開(kāi)了傳統的遺傳操作,成功通過(guò)體外培養誘導性多能干細胞(iPSCs)、胚胎干細胞(ESCs)使其染色體端粒延長(cháng)。而且,這種端粒延長(cháng)并沒(méi)有改變端粒酶基因。這些細胞具備構建正常成年人器官的結構和功能。雖然隨著(zhù)時(shí)間推移,端粒會(huì )按照一定速率縮減。但是同一年齡下,攜帶有超長(cháng)端粒的細胞其端粒長(cháng)度會(huì )一直長(cháng)于正常端粒。這很好理解,因為起跑線(xiàn)不一樣。
現在,Blasco團隊將這些細胞注入老鼠體內,構建出攜帶有長(cháng)端粒細胞的老鼠模型。選取剛出生(0)、1、6、12個(gè)月的老鼠組織進(jìn)行分析發(fā)現,雖然隨著(zhù)時(shí)間推移端粒按照正常頻率縮短,但是這些原本就有長(cháng)度優(yōu)勢的細胞依然相比于正常細胞擁有較長(cháng)的端粒。而且,這些長(cháng)端粒細胞DNA損傷積累較少,損傷修復能力也較強。此外,構建的動(dòng)物模型腫瘤患病率也明顯低于野生小鼠。
攜帶有這種先天優(yōu)勢細胞的嵌合老鼠被發(fā)現其體內含有短端粒的細胞數量相對較少,細胞DNA損失率下降,p53的表達水平也相對較低。這意味著(zhù),嵌合老鼠衰老跡象減少,患病率降低。
Blasco表示,他們的研究表明,體外培養能夠產(chǎn)生攜帶長(cháng)端粒的iPSCs,且這種干細胞分化的功能細胞也同樣含有長(cháng)端粒,從而表現出更優(yōu)化的生命性能。
下一步,Blasco團隊將通過(guò)構建一個(gè)含有兩倍長(cháng)端粒的老鼠模型以驗證更多未知:雙倍長(cháng)的端粒是否意味著(zhù)更長(cháng)壽?自然界是否通過(guò)端粒的長(cháng)短決定遺傳相似物種的壽命?這種新物種患癌的概率如何?