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返老还童分子背后的故事

已有 6924 次阅读 2014-5-5 15:45 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

这种共用血液古老研究技术可以回溯到150多年前,但是现在已经很少被使用,但是科学家利用这种方法发现了一种来自血液中的蛋白,这种蛋白能让衰老的小鼠心脏重返青春,虽然现在不知道人类是否也具有同样的效果,但科学家希望这个发现能解决随着年龄增加逐渐衰老的心脏。

加洲旧金山 格莱斯顿心血管疾病研究所心脏病学家Deepak Srivastava对这一发现非常赞赏,认为这是人们第一次发现能让心脏变年轻的方法,也能帮助人们理解心脏变老的原因。

当心脏肌肉变老时,会逐渐增加厚度(我个人认为这是心脏功能下降后的代偿性增生),肥厚的心脏能保持射血能力,但是往往不容易在收缩后彻底舒张。这种情况被认为是舒张性心脏衰竭,主要表现为舒张能力不足。目前并没有针对这一问题的有效解决办法和药物。

150年前使用的一种实验技术是将年轻和年老的动物血液交叉混合,被称为异体共生技术,是将两个动物皮肤和血管缝合在一起,以达到两只动物血液混合的目的。150年前用这种技术的目的是为了研究动物之间营养物质互换的。前期研究发现如果老年动物获得了年轻动物的血液,老年动物的骨骼肌会更健康。但心脏肌肉组织和骨骼肌不一样,不知道是否也有效果。现在的研究证明对心脏依然有效,而且研究发现这种效应的基础是干细胞发挥了作用。

干细胞学家Amy Wagers和心脏学家Richard Lee共同领导了这一神奇的研究,他们都来自哈佛大学干细胞研究所。他们怀疑在年轻动物血液(胚胎中可能更丰富)中存在某种分子,这种可能的分子象激素一样对心脏产生影响。于是这些学者就首先使用了血液共生研究模式,将2岁的老动物和2个月的年轻动物血液共用,同时他们还用老老动物和年轻年轻动物作为阴性对照。研究结果非常显著,4周后,这些和年轻动物公用血液的老年动物心脏肌肉逐渐变薄而且柔软,看上去和2月大的动物心脏一样有力,老年动物拥有了年轻心脏,不过年轻动物的心脏并没有因此变老。研究小组用了数年时间寻找原因,两姐妹科学家经常在周末骑自行车休闲时探讨这个话题。过去曾经有学者发现血液中存在抗衰老因子,但并没有人证明一种这样的因子能让已经衰老的组织变年轻。研究小组开始在血液中寻找这种假设的分子,包括69种氨基酸和100多脂类物质。在克罗拉多一家蛋白分析公司SomaLogic协助下,研究小组终于取得了突破,首先将目标范围缩小到13个分子上。其中一个可疑分子growth differentiation factor 11 GDF-11)被发现能解释实验现象。GDF-11能调节脊髓和嗅觉的生长,年轻小鼠可以大量产生,随着年龄增加逐渐减少。随后研究小组用体外培养的心脏细胞进行研究,确定了GDF-11确实能组织随着年龄增加导致的心脏肥厚改变。

今天研究小组在《细胞》上在线发表了他们的研究论文,GDF-11能直接阻止导致心脏肌肉肥厚的基因表达,老年小鼠注射这种蛋白30天就可以使心脏变得年轻强壮。

作者强调,虽然这是一个十分有意思的可信结果,但毕竟不是人体实验,希望在人类也具有类似的效应,那就彻底让人开心了。可喜的消息是,GDF-11也存在于人的血液中,将来他们会探讨这种分子是否逆转其他敏感组织的功能。

这一研究是18世纪古老实验技术的成功现代应用,华盛顿大学心脏病学家Gerald Dorn说,这样的实验技术让研究变的十分野蛮和骇人听闻。论文发表后受到国际大型期刊的强烈关注,众多评论相继出笼.

请看全文:

Growth differentiation factor 11 is a circulating factor that reverses age-relat.pdf

http://news.sciencemag.org/2013/05/nineteenth-century-technique-turns-old-mouse-hearts-young

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-41174-791572.html

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