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美国最著名的两所大学,都在开展这种看上去有一些匪夷所思,有一些土气的实验,并一步步进入临床和应用开发,不知道这种研究在中国会遇到什么问题,估计许多人会不能接受这种没有太多创新性,没有太多技术含量的研究。
能不能在年轻人的血液中找到返老还童仙药?这个问题可能在过去长期被人考虑过。最近研究人员在研究小鼠时,发现在年轻小鼠血液中确实具有能抗衰老的蛋白质。去年一个小组确定了一种血液中的生长因子确实能让衰老的心脏变得更年轻。现在该小组进一步研究发现这种分子也可以让衰老的肌肉和大脑恢复年轻。
哈佛大学干细胞学家Amy Wagers是这一研究的负责人,他们鉴定出这种蛋白分子。这是第一次在血液中发现的具有抗衰老的分子,这种分子随着年龄增加逐渐减少,可能是衰老发生的内在原因。另外一个小组采用简单地注射来自年轻小鼠血液,发现能提高老年动物的学习能力。
这一研究是建立在一项10年前开始的研究,该研究将两个动物的皮肤缝合在一起,将两个动物的血液循环进行混合,以研究不同动物之间的相互作用(这个思路大概起源于早期的蛙心实验)。
斯坦福大学神经科学家Tony Wyss-Coray是研究血液注射的负责人。他说这一研究听起来有点令人毛骨悚然,大家听到这个经常会马上想到吸血鬼。但是Wyss-Coray和Wagers等认为,这种现象的内在价值是令人激动的。因为这种研究提出了一种从血液中寻找产生全身效应的药物的研究思路。
抗衰老研究总是让人激动和神往,但有学者认为虽然这一研究很让人激动,但是非常初步和粗浅。伦斯勒理工学院神经干细胞学家Sally Temple就是这样的看法。华盛顿大学生物学家Matthew Kaeberlein则认为这可能具有非常重大的应用前景,虽然仍需要进行更多深入研究。
小鼠血液循环系统混合实验可回溯到150年前,大约2000年,当时是博士后的Amy Wagers在斯坦福大学的 Irving Weissman和Thomas Rando实验室重新建立了这种方法,研究的名称被成为“共生”,目的是研究干细胞和肌肉细胞的功能。奇怪的是,他们发现当把年轻和年老的小鼠共生时,老年动物肌肉干细胞重新复活。从那时开始,斯坦福大学的研究人员Wagers等陆续发表了6篇相关研究论文,显示新老动物共生能促进年老动物肝脏、脊髓和大脑的健康。
最近,Wagers小组和心脏病学家Richard Lee合作从小鼠分离出一种蛋白质,这种蛋白能解释上述实验结果。这种蛋白是生长分化因子11 (GDF11,growth differentiation factor 11),具有调节干细胞的活性,这种分子在年轻小鼠血液中含量丰富,随着年龄增加逐渐降低。去年,Wagers和Lee工作在《细胞》上发表了他们采用注射GDF11能让老年小鼠心肌壁变薄,老年动物心脏有肥厚的趋势。
今天在《科学快报》上,Wagers实验室发表一篇论文,证明GDF11能完全模拟共生产生的骨骼肌恢复年轻,能让老年动物奔跑能力和握力大增。另一项同期发表的论文中,哈佛大学Lee Rubin实验发现注射GDF11能促进动物脑内新血管和嗅觉神经细胞再生,嗅觉能力明显提高。两项研究的共同作用方式是促进干细胞的功能。
在长期研究中,科学家发现能抗衰老的方法只有两种,一个是热量限制,另一个是雷帕霉素。两种方法都能延缓多种组织衰老。Wagers指出,GDF11比药物更安全,因为这是血液中内源性分子,就如胰岛素一样。哈佛大学已经申请了GDF11的专利,Wagers说她和同事正在和一些公司商议进行商业化开发研究,将这种分子用与老年性痴呆和心脏病的治疗。当然注射GDF11将需要大量的蛋白,更好的方法是使用能激活这种分子的信号途径的小分子化合物。如果能确定了该分子的信号通路,这个问题将很容易实现。
Temple同意GDF11具有潜在的应用价值,但她说在不了解其作用机制前,应该保持谨慎。她指出哈佛大学研究的老年动物只是相当于中年,是否这种效应在人类具有同样效应仍不清楚。而且也没有任何证据显示这种蛋白能延长动物寿命。
不过GDF11已经显示出理想的潜在效果,在今天《自然医学》发表的Wyss-Coray实验室的论文中,他们报道共生能恢复老年小鼠海马健康,海马是大脑内负责学习记忆的重要结构。研究发现老年小鼠海马内神经细胞可以形成更多联系。虽然Wyss-Coray小组没有从年轻小鼠血液中分离出抗衰老分子。但他们发现注射血液也许能同样发挥作用,他们发现只需要将年轻小鼠的血清注射给老年动物,老年动物的大脑海马神经细胞就会发生同样的变化。这些经过年轻血清治疗的老年动物表现出良好的学习记忆能力。血清早就在临床上常规应用,因此这种研究将非常容易开展临床研究,这反而比对一种新的蛋白进行研究要方便许多,要首先经过FDA批准。Wyss-Coray说,她的团队已经注册了一个公司,计划先开展一个小型的临床研究,观察来自年轻人的血清是否能改善老年性痴呆患者的学习记忆能力。他们在动物实验中已经发现了这种作用。
http://news.sciencemag.org/biology/2014/05/young-blood-renews-old-mice
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