通过往老年鼠造血干细胞中注入长寿基因使之恢复再生潜能，加州大学伯克利分校的研究人员能够逆转分子钟。这一研究取得了关于老龄化分子机制的重大进展，有望开发出针对老龄相关退行性疾病的靶向疗法。相关研究发表在1月31日的《细胞报道》（Cell Reports）杂志上。
SIRT3是sirtuins蛋白质家族的一个成员，生物学家发现，它在帮助老年造血干细胞应对压力中发挥重大作用。当研究人员将SIRT3转入老年鼠造血干细胞时，新血细胞加快形成，这一证据表明该基因能逆转年老干细胞在功能上与年龄相关的衰退。
加州大学伯克利分校营养科学和毒理学助理教授 Danica Chen是这项研究的首席研究员，他说： “我们已经知道sirtuins调控衰老进程，然而我们的研究首次证实sirtuins能逆转衰老相关的退化，这是令我非常兴奋的，它将开启与年龄相关退行性疾病的潜在治疗的大门。”
Chen指出：“在过去10至20年间，科学家对衰老的认识有了突破，它不是一个不受控制的、随机的过程，而是一个随生长而高度调控的过程，从而有望开启对其特定的操作。”
“青春的分子标签”
Chen指出：“研究已表明，单一基因的突变就可导致寿命延长。现在的问题是，我们能否充分理解衰老这一进程，从而确定能研发出青春的分子标签。我们真能逆转衰老吗？这是一个我们希望能理解和解决的问题。”
随着sirtuins蛋白家族在衰老过程中的重要性越来越明显，研究人员将该蛋白家族作为研究热点。sirtuins蛋白成员之一SIRT3蛋白发现于能控制生长和死亡的线粒体细胞器，之前的研究表明， 当能量受限时SIRT3基因被激活，经证实这一过程在多种物种中可延长寿命。
为了研究衰老效应，研究人员研究了成体干细胞的功能。这一类细胞负责维持和修复组织，随着年龄的增长这一功能会衰减。研究人员之所以将造血干细胞视为研究重点，是因为它能重建完整的血液系统，这一功能是骨髓移植手术成功的基础。
研究人员首次观察到SIRT3基因失活后小鼠的血液系统，令人惊讶的是，在所有的年轻小鼠中SIRT3缺失并没造成差异，然而随着时间的流逝，其中2只老年鼠因SIRT3缺失而具有显著减少的造血干细胞，与同年龄的对照鼠相比，它们的血细胞重新分化能力也在下降。
年龄上的差异意味着什么？看上去似乎是，小鼠年轻时造血干细胞功能正常，并具有相对低的氧化应激水平（机体代谢的有害副产物），而处于年轻时期的小鼠机体的抗氧化系统能轻松应对低水平的氧应激，因此，SIRT3在实验鼠和对照鼠的差异是不太重要的。
Chen指出：“当岁数表老时，机体系统不能有效地运转，一方面机体产生更高的氧应激水平，另一方面不能很好地移除。在这种情况下，正常的抗氧化系统不能保护机体，因此这个时候SIRT3需要发挥作用以提高抗氧化系统。然而随着年龄增长，SIRT3水平也在下降，机体系统将不堪重负。”
年老的老鼠，新鲜的血液
为了观察SIRT3水平提高后的作用，研究人员提高了老年小鼠造血干细胞中的SIRT3水平，从而重新焕发老龄小鼠造血干细胞的活力，并提高了血细胞的产量。
值得关注的是，SIRT3过度表达能否延长生命。Chen指出：“延长寿命不是这项研究的唯一目的，更重要的目的是利用基因调控去治疗与年龄有关的疾病。”
加州大学伯克利分校 Katharine Brown博士是论文的通讯作者之一，他说：“其他研究人员已证明，SIRT3是一个肿瘤抑制基因，对它的研究很有前景，因为在理想的情况下，人们都希望接受恢复活力的治疗——它能增加蛋白表达量却不提高致癌风险。”
SIRT3 Reverses Aging-Associated Degeneration.
Katharine Brown, Stephanie Xie, Xiaolei Qiu, Mary Mohrin, Jiyung Shin, Yufei Liu, Dan Zhang, David T. Scadden, Danica Chen.
Despite recent controversy about their function in some organisms, sirtuins are thought to play evolutionarily conserved roles in lifespan extension. Whether sirtuins can reverse aging-associated degeneration is unknown. Tissue-specific stem cells persist throughout the entire lifespan to repair and maintain tissues, but their self-renewal and differentiation potential become dysregulated with aging. We show that SIRT3, a mammalian sirtuin that regulates the global acetylation landscape of mitochondrial proteins and reduces oxidative stress, is highly enriched in hematopoietic stem cells (HSCs) where it regulates a stress response. SIRT3 is dispensable for HSC maintenance and tissue homeostasis at a young age under homeostatic conditions but is essential under stress or at an old age. Importantly, SIRT3 is suppressed with aging, and SIRT3 upregulation in aged HSCs improves their regenerative capacity. Our study illuminates the plasticity of mitochondrial homeostasis controlling stem cell and tissue maintenance during the aging process and shows that aging-associated degeneration can be reversed by a sirtuin.
