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人体犹如一座高度精密的超级工厂,拥有约370万亿个细胞(更精确的现代估算),每秒进行无数化学反应。随着年龄增长,这个“工厂”效率渐衰:部件老化、维护系统减缓、内部结构紊乱,导致衰老和疾病发生。科学家们正通过多种前沿技术对抗这一过程,其中诱导多能干细胞(iPS)部分重编程和细胞极化重置尤为引人注目。前者如同“重启系统”般逆转细胞表观遗传年龄,后者帮助细胞“重获方向感”。两者结合,或许可显著延长健康寿命10–20年。同时,人工智能正加速相关模拟实验和数据分析,推动这些技术更快转化为现实应用。
细胞极化重置:恢复细胞的方向感和组织功能
健康细胞并非无序堆积,而是具有严格的内部极性布局(cell polarization)。例如,细胞一端负责“生产”,另一端处理“存储与输出”。这种极性确保细胞高效移动、分裂、摄取营养,并维持组织屏障(如皮肤防水或肠道防漏)。衰老时,极性紊乱:关键蛋白Cdc42活性异常升高,导致细胞“迷失方向”,组织再生减缓、慢性炎症增加、感染风险上升,甚至干细胞过早耗竭。
重置方法主要包括:
小分子抑制剂CASIN(Cdc42活性特异性抑制剂,Cdc42 Activity-Specific Inhibitor):直接靶向抑制活性形式Cdc42-GTP,几小时内即可恢复年轻极性分布。在老年小鼠造血干细胞中,单次或短期注射CASIN可长期改善极化、增强再生能力和降低炎症。
激活AMPK通路:常见药物如二甲双胍(metformin,最广泛使用的抗糖尿病药)、A-769662等直接激活AMPK;热量限制模拟物(如雷帕霉素、槲皮素、姜黄素)也可间接激活。该通路磷酸化下游靶点,下调Cdc42活性,恢复细胞极性。
其他辅助路径:抑制RhoA/ROCK通路(如Y-27632抑制剂)可恢复上皮细胞极性,常用于组织工程。
这些方法已在酵母、干细胞和小鼠模型中显示出改善功能和延长寿命的效果。但目前仍限于基础研究和动物模型,全身性应用数据不足,尚未进入人类临床试验,更适合作为防御性策略,减缓衰老进程而非全面逆转。
iPS部分重编程:逆转细胞的表观遗传年龄
iPS技术由诺贝尔奖得主山中伸弥(Shinya Yamanaka)发明,通过Yamanaka因子(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc,简称OSKM)将成体细胞重编程为多能干细胞。为避免肿瘤风险,目前抗衰老应用采用“部分重编程”(Partial Reprogramming):使用较安全的OSK组合(去除致癌风险高的c-Myc),通过mRNA递送、化学小分子组合或腺病毒载体短暂激活数天或更长时间。
OSK因子协同打开封闭染色质,依赖TET酶擦除年龄相关的表观遗传标记,重置“表观遗传钟”,使生物学年龄年轻化。结果包括:修复线粒体功能、延长端粒、降低氧化应激、恢复年轻基因表达模式,而不完全转化为干细胞。在小鼠实验中,部分重编程可增强肌肉强度、恢复视力、改善器官功能,并显著延长剩余寿命(部分研究显示超过30–100%),且无肿瘤发生。该技术已在猴子模型中验证视力恢复等效果。
最新进展:公司Life Biosciences的ER-100疗法(基于OSK的部分表观遗传重编程)已在非人灵长类动物模型中显示出恢复视力和神经再生潜力。目前计划于2026年第一季度启动针对两种视神经病变(包括青光眼和非动脉性前部缺血性视神经病变,NAION)的首批人体临床试验。

未来展望与临床现状
iPS部分重编程凭借精准短暂激活和安全递送技术,已成为抗衰老领跑者,直接针对衰老根源。细胞极化重置虽有明确工具(如CASIN),但全身应用仍需更多验证,更宜作为补充。两者结合,可能实现更全面的健康寿命延长。随着2026年首批以OSK为主的人体试验启动,这一领域值得持续关注。人工智能的介入,正进一步优化实验设计、预测风险并加速从实验室到临床的转化。
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GMT+8, 2025-12-23 19:58
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