通过表观遗传重编程逆转彩票双色球规则时钟

2021年1月13日

黛博拉·博菲茨(Deborah Borfitz) 

2021年1月13日 |正如彩票双色球规则的研究人员所知,“生日蜡烛不是一个好的指南”对人类健康或长寿。但是,基因组中有很多线索,而且正如动物研究表明的那样,某些与年龄有关的损伤可以通过去除或重新编程有问题的细胞或阻断关键蛋白的活性来逆转。 

事实证明,DNA甲基化—生物年龄的常用生物标记—不仅像墙上的时钟那样标记时间,而且“实际控制细胞内的时间”哈佛医学院彩票双色球规则专家,4岁的生命生物科学联合创始人大卫·辛克莱尔(David Sinclair)表示。启示来自最近发表于 性质 (DOI:10.1038 / s41586-020-2975-4),这是哈佛大学研究人员首次表明,基因组中DNA甲基化的模式可以安全地重置为更年轻的年龄。

辛克莱说,实际上,这是恢复老年小鼠年轻功能和视力的前提,他大部分成年生活都在研究与彩票双色球规则相关的表观遗传变化。直到几年前,他还认为该过程是单向的,并且细胞最终失去了身份,出现了功能异常或癌变。

It “seemed crazy”辛克莱说,试图使蛋白质返回到它们在年轻细胞中的位置。蛋白质会随着年龄相关的DNA损伤而移动,并最终到达基因组的错误位置,从而导致错误的基因被打开,但是科学家们不知道蛋白质是否可以返回原位,将指令存储在哪里,或者是否他们被存储了。 

正如他的2019年畅销书所述 寿命,辛克莱(Sinclair)现在认为,彩票双色球规则是所谓表观遗传学变化的结果,这种变化扰乱了人体读取遗传密码的方式。“We’本质上是在寻找上光剂,以使细胞再次正确读取基因组,”他说,他喜欢将过程恢复为刮擦CD上的音乐。

 

山中因素

他解释说,辛克莱尔和他的研究人员一直专注于眼睛,部分原因是视网膜组织出生后不久就开始老化。虽然受损的视神经可以在新生儿中治愈,但在1岁儿童中这种损伤是不可逆的。

陆元成,辛克莱以前的学生’s也对眼睛感兴趣,因为他的家人从事视力矫正业务,并认为视力丧失是“huge unmet need,” he continues. “我们认为,如果我们能够使那些视网膜细胞的年龄恢复到足够远的程度,但又不能使它们失去身份,那么如果视神经受损,我们也许能够看到它的再生长。” 

在2016年的一项基础研究中 细胞 (DOI:10.1016 / j.cell.2016.11.052(由生命生物科学联合创始人Juan Carlos Izpisua Belmonte(Salk生物研究所)负责,他通过打开电源,部分消除了早衰小鼠以及人类细胞中彩票双色球规则的细胞标记。“Yamanaka factors” Oct4, Sox2, Klf4c-Myc (OSKM)在胚胎干细胞中高表达。 OSKM的短期诱导改善了短寿命小鼠的彩票双色球规则和适度延长寿命的标志。

寿命延长被广泛认为是“震撼鼠标的神器,”辛克莱说,因为如果治疗持续两天以上,小鼠就会死亡。尽管对人类健康的影响似乎不太可能,但他的哈佛团队决定尝试使用腺相关病毒作为媒介物,将恢复青春的OSKM基因传递给彩票双色球规则小鼠的视网膜。

该技术一直在杀死老鼠或使他们患上癌症,直到Lu决定放弃老鼠。 c-Myc 基因—an oncogene—在他使用人类皮肤细胞的实验中“他观察了表达OSK三周的[受损]细胞,神经又以前所未有的程度向大脑生长。”而且,细胞“因伤害而变老,因治疗而变年轻。” 

随着更广泛的团队继续展示 性质 在论文中,Yamanaka的三大因素有效地使细胞年轻化,而不会导致失去其身份(即转回诱导的多能干细胞)或促进肿瘤的生长,即使连续一年对小鼠的整个身体进行治疗也是如此。辛克莱说,如果有的话,在整个研究过程中,小鼠的肿瘤更少。

尽管需要对小鼠进行解剖以明确测量肿瘤负荷,但辛克莱说,将继续进行这项研究,以了解表观遗传重编程技术是否可以延长寿命。

辛克莱说,这些发现的意义不仅仅在于治疗与眼睛相关的与年龄有关的疾病。彩票双色球规则的研究人员发表的研究表明,其他类型的组织,包括肌肉和肾脏细胞,也可以恢复活力。

 

计时结果

在使用小鼠的最新研究中,发现表观遗传重编程对眼睛具有三个有益作用:促进视神经再生,在模仿人青光眼的条件下逆转视力丧失和在无青光眼的彩票双色球规则动物中逆转视力丧失。后者的发现,来自辛克莱’最有利的一点。“最终,这是一个关于在旧细胞中找到可以逆转彩票双色球规则的年轻信息的故事。”

所有三个实验的结果均值得注意,并具有“通常被认为是三个独立的过程,”辛克莱尔说。这仅仅是因为彩票双色球规则,急性和慢性疾病领域是很少相互讨论的独特学科。

哈佛团队正在探索一种通过解决根本原因来解决彩票双色球规则疾病的新方法。据Sinclair所知,这是第一次在老年而不是幼小的动物中研究神经损伤。“In the 在青光眼和大多数疾病的情况下,彩票双色球规则在很大程度上被认为是无关紧要的,当然我们知道青光眼是彩票双色球规则的疾病。” 

辛克莱说,已经部署了各种彩票双色球规则时钟,包括一些研究小组自己建立的时钟,因为它们被认为是生物年龄和未来健康的最准确的预测指标。作为胚胎,细胞会形成不同的甲基化模式,以确保它们在接下来的80到100年内记住其目的。 

Sinclair说,由于未知的原因,甲基可以预测地跨细胞和组织类型甚至物种从DNA碱基添加和减去。 2013年,加州大学洛杉矶分校’Steve Horvath(另一位生命生物科学联合创始人)的研究表明,机器学习可以用来挑选“hot spots”并根据他们位于DNA甲基化线以上或以下的距离来预测个人寿命(基因组生物学, DOI:10.1186 / gb-2013-14-10-r115)。

此后已开发出许多老化时钟。“最终,我们将需要在该领域进行一些标准化,但是老化时钟并没有什么超级神秘的,” says Sinclair. “我的一名研究生可能会在一天结束时给你一个。”

 

景气场 

老龄化研究是一个快速加速的领域,表观遗传重编程有望成为一个特别活跃的研究领域。“从数量上看,仍然只有十几个实验室正在为此而努力,但我可能知道还有一百多个实验室正在研究它,” says Sinclair. 

他补充说,生命生物科学公司最初有四个实验室,但现在几乎每周都会有新的实验室加入。他补充说,合作者已经将工作扩展到了耳朵和眼睛以外的身体其他区域。 

“We’还可以将DNA时钟测试的成本降低几个数量级,因此[生物年龄预测]可以在数百万的人群中完成,”他继续。将来,时钟老化有望成为医生的常规检查’阿森纳可以指导患者护理以及监测对癌症治疗的反应。

辛克莱说,哈佛大学已经向生命生物科学部门授予了与彩票双色球规则研究人员使用的技术相关的两项专利。该公司已与一群世界一流的顾问组建了一支科学团队,他们开发了针对眼睛的基因疗法,该疗法将首先经过测试以治疗青光眼。

伴侣分子介导的自噬在彩票双色球规则和与年龄有关的疾病中的作用是生命生物科学追求的另一个有希望的研究领域’安娜·玛丽亚·库尔沃(Ana Maria Cuervo),医学博士,阿尔伯特·爱因斯坦医学院的彩票双色球规则研究所教授兼联合主任。奎尔沃(Cuervo)最近在一次会议上报告说,禁食引起的自噬’去除不必要或功能异常成分的天然机制,可以大大延长小鼠的寿命。她认为触发这一过程可能有一天可以帮助治疗诸如黄斑变性和老年痴呆症等疾病’s.

公司的第四位联合创始人Manuel Serrano博士的专长是细胞彩票双色球规则和重编程,以及它们与肺,肾和心脏退化性疾病的关系。他是 一位国际公认的科学家,他为癌症和彩票双色球规则研究做出了重要贡献,并在巴塞罗那生物医学研究所工作。