
重编程高龄人的衰老细胞
科学家最近成功恢复了超过100岁老人供体细胞的活力,这些细胞在体外重编程为诱导多能干细胞(iPSC)、高活力细胞和人体胚胎干细胞(hESC)。经过活力再塑处理后,所有种类的细胞能再次分化。这一结果在诱导多能干细胞(iPSC)研究方面取得重大进展,并朝着再生医学的方向迈出重要的一步。
Jean-Marc Lemaitre 研究员就职于法国国家卫生研究院功能基因组研究所,领导了“基因组再塑和衰老”研究小组。该小组开展上述研究,并将结果发表在2011年11月1日的《Genes & Development》期刊上。
人体胚胎干细胞(hESC)是未分化的多能细胞,能分裂和生成所用类型的成体分化细胞 (神经元、心肌细胞、皮肤细胞和肝细胞等)。2007年之后,全球很多研究小组能够将人体组织细胞重编码成诱导多能干细胞(iPSC),后者具有与人体胚胎干细胞相似的特点和分化潜能。这类重编程技术有望分化出人体中所有种类的细胞,避免因使用胚胎干细胞而遭到的伦理限制。
到目前为止,研究结果表明,衰老细胞成为该技术应用老年病人治疗的一个障碍,然而Lemaitre和他的研究小组已经攻克这一难题。研究人员成功 “焕发出”老年供体细胞(其中一些超过100岁)的活力,从而表明细胞衰老过程是可逆性的。
为了实现这一目标,研究人员采用特定的6遗传因子“鸡尾酒”法去重编程细胞,从而消除细胞老化的迹象。他们证实,诱导的多能干细胞在分裂能力和细胞代谢方面具有与“年轻”细胞相似的生理特点,并且能够再分化所用类型的人体细胞。
6遗传因子的鸡尾酒法
研究人员首先从74岁老人的皮肤细胞中(成纤维细胞)扩增出衰老细胞,然后,在体外重编程这些细胞。传统上4种遗传因子(OCT4、SOX2、C MYC 和 KLF4)的诱导法不能重编程皮肤细胞,他们再添加2种其它的遗传因子(NANOG和LIN28),从而攻克这一难题。
使用6遗传因子新“鸡尾酒”法,衰老细胞编码成功能iPS细胞,并重新获得胚胎多能干细胞的特点。尤其特别的是,IPS细胞恢复了自更新能力和前体的分化潜能,但不保留之前的衰老痕迹。
100岁以上老人的供体细胞检测
研究小组使用“鸡尾酒”法检测更为衰老的供体细胞(来自于92岁、94岁、96岁和高达101岁大的老人)。Lemaitre称:“该技术适用于100岁以上的供体细胞,这一点充分说明细胞年龄绝对不是重编程的障碍。”(生物探索译)
相关英文论文摘要:
Rejuvenating senescent and centenarian human cells by reprogramming through the pluripotent state
Direct reprogramming of somatic cells into induced pluripotent stem cells (iPSCs) provides a unique opportunity to derive patient-specific stem cells with potential applications in tissue replacement therapies and without the ethical concerns of human embryonic stem cells (hESCs). However, cellular senescence, which contributes to aging and restricted longevity, has been described as a barrier to the derivation of iPSCs. Here we demonstrate, using an optimized protocol, that cellular senescence is not a limit to reprogramming and that age-related cellular physiology is reversible. Thus, we show that our iPSCs generated from senescent and centenarian cells have reset telomere size, gene expression profiles, oxidative stress, and mitochondrial metabolism, and are indistinguishable from hESCs. Finally, we show that senescent and centenarian-derived pluripotent stem cells are able to redifferentiate into fully rejuvenated cells. These results provide new insights into iPSC technology and pave the way for regenerative medicine for aged patients.
英文论文链接:https://genesdev.cshlp.org/content/25/21/2248.abstract
