扭轉衰老的新潛力:科學家發現老化干細胞的變化
衰老和與之鬥爭的問題長期以來一直在人類歷史上的經典和當代文學中普遍存在。從命運多舛的秦始皇為追求永生而出海,到西方的德古拉伯爵的名聲,幾千年來,衰老問題一直吸引著世人的目光,至今仍未解決。
在一項激動人心的突破中,香港科技大學(HKUST)生命科學副教授Tom Cheung領導的研究小組已經開發出一種方法,可以根據染色質特徵識別老化的肌肉乾細胞(MuSCs)。肌肉乾細胞在肌肉修復中發揮著重要作用。
與年輕的同類相比,老化的MuSCs的干性(成為新的干細胞或轉變成專門的細胞以取代受損組織的能力)有所下降。如果老化細胞的染色質特徵能夠恢復到年輕細胞的染色質特徵,那麼細胞老化的過程–在這個例子中,骨骼肌組織的老化–可能會被減緩甚至逆轉。
這些發現最近發表在《iScience》雜誌上。
Cheung教授說:”染色質可及性的調節對細胞命運的決定至關重要。染色質狀態的變化可以導致基因表達的失調。在我們的研究中,我們能夠確定長期激活的染色質狀態是乾細胞衰老的標誌,這可能是開發抗衰老策略的目標。”
染色質是一種包裹著組蛋白的DNA複合物,以保持DNA的正確結構,它的結構會隨著外在環境的變化而發生快速變化。作為他們之前研究的延續,該團隊預先固定了小鼠的肌肉乾細胞,以獲得靜止細胞(將激活修復受傷肌肉的休眠細胞),並獲得其基因和染色質特徵,然後他們比較了染色質隨時間的可及性。
“研究表明,年輕肌肉乾細胞的染色質環境在靜止期非常緊湊,在早期激活時變得高度可及,並在長期再生後逐漸重新建立緊湊狀態。然而,老年肌肉乾細胞在靜止期失去了維持這種緊湊染色質環境的能力。
現在,科學家們已經對發生在衰老細胞上的事情有了更好的了解,許多可能性正等待著被發掘出來,為進一步的抗衰老戰略開闢了各種途徑。
“我們已經解決了衰老之謎嗎?是的,但不完全是,”張教授指出。”如果我們能找到在老化干細胞中下調的染色質修飾調節器,這些將成為潛在的目標,通過恢復它們的表達來防止老化。由於我們能夠對年輕和老年肌肉乾細胞的染色質狀態進行明確的比較,我們還確定了年輕肌肉乾細胞中特別容易接觸到的目標位置。如果這些區域的可及性能夠在衰老過程中得到維持,我們也許能夠找到讓細胞保持年輕和健康更久的方法。”
Cheung教授說:”我們目前的研究描述了乾細胞分離和激活期間染色質可及性的變化,但旅程才剛剛開始期待著進一步研究肌肉乾細胞分離和激活過程中改變染色質狀態的機制,重要的是我們在體內進行同樣的研究,以獲得更多的見解。”