研究人员通过细胞重编程使小鼠器官恢复活力

包括癌症在内的许多疾病都与衰老有关，而且随着预期寿命的增加，这些疾病正变得越来越普遍。因此，如果我们要应对这些情况，并促进更健康的老龄化，研究和理解这些过程是至关重要的。

衰老研究的一个领域涉及年轻化，即在老化的细胞或组织中恢复年轻细胞的特征。

在ICREA研究员Manuel Serrano博士的带领下，来自巴塞罗那IRB细胞可塑性和疾病实验室的科学家们通过细胞重编程成功地使小鼠的一些器官和组织恢复活力。具体来说，科学家们观察到动物的胰腺、肝脏、脾脏和血液发生了重大变化。

“这项工作试图确定的初始过程在活的有机体内重新编程和细胞再生，并确定哪些可以在未来的研究中进行修改，无论是通过药物还是在营养水平上，”塞拉诺博士解释道。

山中因子和细胞重编程

我们身体中的所有组织都具有高度特化的细胞，如神经元或肌肉细胞等。这些细胞的身份被认为是固定的、不灵活的，直到日本研究人员山中伸弥(Shinya Yamanaka)发现了一种改变它们身份的方法(也就是说，“重新编程”)，方法是将四种称为“山中因子”(OCT4、SOX2、KLF4和MYC)的高水平蛋白质引入其中。虽然这些蛋白质可以在我们的一些细胞中找到，但这四种蛋白质同时高水平的存在可以改变细胞的特性。

这种再生技术实现了以前无法想象的事情，即从患者身上容易获得的细胞(如皮肤细胞)，并将其转化为难以或不可能收集的其他细胞，例如心脏细胞或神经元，然后将其用于细胞治疗应用。

由于这些进展，山中伸弥在2012年被授予诺贝尔医学奖，此时距离他的发现仅过去了六年。

María Abad博士和Serrano博士在2013年领导的一项研究报告了在实验动物体内成功的细胞重编程，也就是说，不需要提取初始细胞，就可以对它们进行重编程在体外，并植入。然而，重要的是要注意，改变生物体中细胞的身份会导致组织中相当大的不平衡，组织失去功能，最终导致一种称为畸胎瘤的肿瘤，这是典型的胚胎状态。尽管如此，这些发现为直接在动物身上研究重编程铺平了道路。

器官再生的里程碑

三年后，Juan Carlos博士Izpisúa-Belmonte在加州拉霍亚(La Jolla)的实验室观察到，当在动物身上开始重编程并在中途中断时，细胞恢复了最初的身份，从而防止了细胞失衡和畸胎瘤。

让他们惊讶的是，Izpisúa-Belmonte博士的团队观察到，当这种部分和可逆的重编程过程在多个周期中重复时，它会导致整个有机体的细胞恢复活力，使小鼠更健康，更好地抵御各种疾病。

因此，在2016年，这种细胞复兴的方法——仍未被完全理解，是众多实验室的研究重点——引起了巨大的兴趣。

向着了解衰老又迈进了一步

这项最新研究发表在杂志上衰老的细胞,为了更好地定义相关机制，研究人员检查了单周期山中因子刺激的效果。为此，他们研究了衰老过程中新陈代谢、基因表达和细胞DNA状态的变化，以及这些变化是如何通过重新编程部分逆转的。

该文章的第一作者Dafni Chondronasiou博士说:“我们想研究恢复活力过程的初始影响，在分子水平上看到如此明显的改善，尤其是在胰腺中，这是一个惊喜。”

这项工作是与大约20个国际机构合作进行的。值得注意的是由巴塞罗那Vall d´Hebron肿瘤研究所María Abad博士、西班牙国家研究委员会(CINN-CSIC) Mario Fraga博士、奥维耶多大学(IUOPA)和阿斯图里亚斯医学研究所(ISPA)领导的小组所作的贡献;巴黎Gustave Roussy研究所的Guido Kroemer博士和剑桥Babraham研究所(英国)的Wolf Reikat博士最近被任命为剑桥研究所Altos实验室主任。