化学鸡尾酒疗法逆转衰老细胞亮相Aging，抗衰老知名专家新作引争议，业内指责缺乏证据，系炒作！

发布于:细胞生物研究 2023-07-19 3483

基于 2012 年诺贝尔生理学或医学奖，即山中伸弥的发现——将 Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc 这四种转录因子通过病毒载体导入成熟体细胞后，可将体细胞转化为诱导多能干细胞（iPSC），相关抗衰老研究层出不穷。

然而，山中因子是一把双刃剑，既可以增强受损组织的细胞再生，也可能有潜在致癌风险。其长期过表达可能会导致细胞过度成长和癌变风险。

近日，来自哈佛医学院的一组科学家称确定了六种化学混合物，在不到一周的时间且不损害细胞的情况下，逆转了细胞衰老并使人类细胞恢复活力。相关研究以题为“Chemically induced reprogramming to reverse cellular aging”发表于 Aging 期刊。

领导这项研究的作者是 David Sinclair，他是抗衰老领域的知名专家，因发现 NMN 逆转衰老效果而被时代杂志评为“全球最具影响力的100人”。同时，他也是 Sirtris、Ovascience、Genocea、Cohbar 等生物技术公司的联合创始人。

他称这项研究是第一个将细胞重新编程为更年轻状态的化学方法，此前则需要通过基因疗法实现。

然而，希望之城国家医疗中心贝克曼研究所糖尿病与癌症代谢系阿尔弗雷德·E·曼家族基金会首任主席 Charles Brenner 在 Twitter 上指出：David Sinclair 在本研究中所使用的所有化合物，在之前都有所报道，且这些化合物的特性已知与基因表达、表观遗传等有关。

此外，David Sinclair 表示，所谓的鸡尾酒化合物并未影响细胞原来的“身份”，但逆转了细胞衰老，并使之恢复活力。Charles Brenner 则认为这篇论文仅进行了批量测序，未通过单细胞测序，因此不能证实上述结论。

▲图 | David Sinclair （来源：维基百科）

化学鸡尾酒疗法实现年龄逆转

2006 年，Takahashi 和 Yamanaka 证明四种转录因子 OCT4、SOX2、KLF4 和 c-MYC（统称为“OSKM”）的表达可以重新编程成体细胞的发育潜力，使它们能够转化为各种细胞类型。这些发现开创了细胞重编程领域。后续的一系列研究证明，来自不同物种的许多不同类型的成体细胞的身份可以被消除，成为诱导多能干细胞。

但同样也提出了新的问题：是否有可能逆转细胞衰老，但不会导致细胞变得太年轻而癌变。也就是说，衰老最保守的生理标志之一是核细胞质区室化（NCC）的恶化，表现为核蛋白渗漏到细胞质中以及蛋白质无法输入到细胞核中。早先有文章报道，在直接由老年人成纤维细胞转化而来的神经元和星形胶质细胞以及老年线虫和大鼠脑组织中，核孔复合体恶化，导致核通透性增加和胞质蛋白聚集。

为了监测与年龄相关的核通透性变化，研究人员将 NCC 报告系统引入 22 岁捐赠者的人成纤维细胞中。mCherry 和 eGFP 分别与核定位信号 (NLS) 和核输出信号 (NES) 相关。在健康的年轻成纤维细胞中，这些蛋白质的细胞定位明显分开，而在来自 94 岁捐赠者或 14 岁哈钦森-吉尔福德早衰综合征 (HGPS) 患者的成纤维细胞中，细胞质中蛋白质的数量和强度 mCherry 斑点高于正常 22 岁供体的成纤维细胞。

▲图 | 用于监测细胞衰老的 NCC 报告系统（来源：Aging）

为了评估 NCC 系统在检测恢复年轻功能和基因表达模式的干预措施方面的适用性，研究人员首先测试了它是否可以检测遗传介导的表观遗传年龄逆转的影响。结果发现，近一半因衰老而改变的基因通过 OSK 表达得以恢复。表明 NCC 报告系统可以检测 OSK 对衰老细胞的逆转。

接下来团队开始测定小分子逆转细胞衰老时，相关的 NCC 变化。

团队用到的小分子包括丙戊酸 (V)、CHIR-99021 (C)、E-616452 (6)、反苯环丙胺 (T) 和毛喉素 (F) 等，组成 80 种不同的鸡尾酒疗法。以期在不改变细胞身份的情况下实现减龄，并对其中 6 种组合进行了深入研究。此处，团队使用了完全衰老的细胞，避免由于细胞周期或向衰老过渡而引起的变化。

结果发现，这 6 种鸡尾酒组合疗法改善了衰老细胞的区室化。其中，C1、C2 和 C3 产生了最大的效果，仅在治疗四天后就将测量的年龄减少了三年多。

▲图 | 6 种不同鸡尾酒组合（来源：补充材料）

另外，用化学混合物处理不会导致成纤维细胞呈现非特异性细胞身份标记；没有观察到 RNA-seq 数据集中 iPSC 特定基因或基因模块的表达。此外，研究人员在所有鸡尾酒处理后进行了免疫荧光寻找多能性相关基因（例如 NANOG 和 EPCAM）的表达迹象，但没有看到任何表达。

总的来说，这些数据表明化学介导的治疗仅部分重新编程，并没有完全重置为多能性。

业内专家指责其为炒作

在这项研究中，诱导最有效的恢复活力的化学混合物是 VC6TF，对应的小分子为丙戊酸、CHIR-99021、E-616452、反苯环丙胺和毛喉素。

丙戊酸是一种众所周知的广谱组蛋白脱乙酰酶抑制剂，可导致组蛋白乙酰化标记在整个基因组中快速扩散；CHIR99021 是一种 GSK3α/β 抑制剂、CiPSC 的有效诱导剂和某些干细胞特性的促进剂；E-616452，也称为 RepSox，是一种 TGF-β 抑制剂，已在实验中用于在表观遗传重编程过程中替代 SOX2；毛喉素 (forskolin) 是腺苷酸环化酶的激活剂，已被证明可以驱动重编程和反式分化，具体取决于存在的其他化合物的组合。

David Sinclair 的论文一经发表，就引发激烈的讨论。

新陈代谢研究员 Charles Brenner 就这项研究表示担忧：反苯环丙胺（一种抗抑郁药）和丙戊酸（用于治疗双相情感障碍），可能会损害肝脏。单独或者组合使用可能会有危害，但这篇论文并没有注明。

他还表示，尽管这项研究表明化学混合物（实际上是其他人开发的化学混合物）不会改变细胞身份，但他们没有进行单细胞测序来评估细胞身份，只有批量测序，无法证实。另外，他还指出，David Sinclair 于 6 月 30 日提交论文，7 月 4 日就被他担任联合主编的期刊接收。

哈佛大学医学院前院长、教授 Jeffrey Flier 对于 Charles Brenner 的担忧同样认可。

然而，并非所有生物学家都不相信 Sinclair 的研究。争论点在于：研究人员应该证明，细胞的抗衰老可以减少小鼠与年龄相关的健康问题。

生物老年学家 Matt Kaeberlein 表示：“他们应该在动物身上验证至少其中一种鸡尾酒，并在与年龄相关的健康指标或寿命方面表现出改善，然后再提出这些对生物衰老的影响的说法。他们在这里描述的这些鸡尾酒可能具有有用的治疗特性，但本文中并没有直接数据为此提供证据。”

尽管引起的争论不断，但 David Sinclair 丝毫不受影响，他在 Twitter 上表示，第一个年龄逆转基因疗法的人体临床试验的准备工作正在进行中。他指出，如果一切顺利，第一个人体临床试验目前计划明年年底开始。由 Life Biosciences 申请。