表观遗传学的 “重启 ”逆转了小鼠的衰老 可以延长寿命

哈佛大学医学院的科学家们已经调查了我们为什么会衰老,并确定了一种可能的逆转方式。在对小鼠的测试中,该团队显示,表观遗传学的"软件故障"驱动着衰老的症状--而系统重启可以逆转它们,有可能延长寿命。

我们的基因组包含我们完整的DNA蓝图,它存在于我们身体的每一个细胞中。但这并不是全部--还有一层信息,被称为表观基因组,位于上面,控制着不同类型的细胞中哪些基因被开启和关闭。就好像我们身体里的每个细胞都在按照相同的操作手册(基因组)工作,但表观基因组就像一个目录,引导不同的细胞进入不同的章节(基因)。毕竟,肺部细胞与心脏细胞需要非常不同的指令。

环境和生活方式因素,如饮食、运动,甚至童年经历,都可能在我们的一生中改变表观遗传学的表达。表观遗传学的变化与生物衰老的速度有关,但它们是否推动了衰老的症状或本身就是一种症状仍不清楚。

对于这项新的研究,哈佛大学的研究人员在小鼠身上进行了实验以找出答案。利用一个名为"表观基因组诱导性变化"(ICE)的系统,研究小组加快了小鼠体内DNA损伤和修复的自然过程,以检查这是否也加速了衰老症状。

在哺乳动物细胞中,我们的染色体每分钟经历多达一百万次的DNA断裂,而表观遗传因子在返回其原始位置之前会非常迅速地协调修复。该团队设计了小鼠,其经历DNA断裂的速度比正常速度快三倍。

随着时间的推移,他们发现表观遗传因子变得更加"心不在焉",在修复DNA断裂后不会返回原处,导致表观遗传组变得杂乱。果然,到了6个月大时,小鼠显示出衰老的身体迹象,与同龄的未编辑小鼠相比,它们的健康状况似乎差了很多。

科学家们说,他们以此证实了表观基因组在衰老中的作用。下一步是测试我们是否能对此做些什么,因此该团队实施了一种由三个基因组成的基因治疗鸡尾酒,称为Oct4、Sox2和KLF4。这些基因在干细胞中很活跃,在之前的工作中,该团队发现它们可以用来恢复患有老年性青光眼的小鼠的视力。

在这种情况下,ICE小鼠的衰老生物标志物急剧减少。他们的表观基因组变得无序,使他们的组织和器官恢复到更年轻的状态。

该研究的资深作者大卫-辛克莱说:"这就像重新启动一台故障的计算机。"[它]启动了一个表观遗传程序,导致细胞恢复它们年轻时的表观遗传信息,区别在于这是一次永久性的重置。"

该团队说,这一发现有可能是巨大的。通过解决衰老本身,许多由这个自然过程产生的疾病可以得到更有效的治疗。

"如果正确的话,这意味着癌症、糖尿病和阿尔茨海默氏症可能有相同的根本原因,可以通过单一的治疗方法逆转来治疗或治愈与年龄有关的疾病,"辛克莱尔在Twitter上发布。

虽然在实现这样的崇高目标之前还有很多研究要做,但工作已经在进行中。一篇尚未经过同行评审的预印本论文对老年小鼠系统地施用相同的基因治疗鸡尾酒,其年龄相当于人类的77岁。这些小鼠的寿命比未经治疗的小鼠长9%。

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