细胞衰老模型(返老还童可能吗)
返老还童,这听起来就极具玄幻色彩,但随着现代科学的不断发展,未来也许真的有可能变为现实,至少目前人类在细胞层面就已经做到了。
2012年的诺贝尔生理学或医学奖的获得者是日本生物学家山中伸弥,而他最重要的贡献就是发现了成熟特化的细胞可以被重编程。什么是成熟细胞重编程呢?用通俗的语言来讲就是可以让细胞实现“返老还童”。我们知道人体是由一个个细胞所组成的,皮肤由皮肤细胞组成,肌肉由肌肉细胞组成,身体内的所有脏器也都由相应的细胞所组成。细胞会衰老和凋亡,此时就会有新生的细胞补上,而细胞并不会不断新生,所以人体就会逐渐衰老并走向死亡。
构成人体的细胞十分有趣,因为每一个细胞中都包含有人体全部的遗传物质,但不同的细胞却又有着不同的功能。
比如我们的肝脏细胞中同样存在着感受味道的遗传物质,只不过在肝脏细胞中,这一功能并没有得到表达。同样的,我们的味觉细胞也拥有感光的遗传物质,但它也没有得到表达。那么问题来了,既然每一种细胞只具有特定的功能,为什么却拥有全部的遗传物质呢?这是因为所有的细胞都是由相同的细胞分化而来的,这种细胞就被我们称之为“干细胞”。干细胞这个名字可谓是相当恰当,它就像树干一样可以长出无数不同的分支。
干细胞非常的特殊,它们自身并没有任何具体的功能,它们唯一的功能就是分化子代细胞。
干细胞分化成拥有具体功能的子代细胞要经历几个不同的阶段,首先它们会先成为祖细胞,祖细胞遍布于人体之中。当某一组织器官中的细胞衰老凋亡,该组织器官内的祖细胞就会分化为特定类型的细胞进行补缺。比如皮肤中的祖细胞会分化为皮肤细胞,内脏中的祖细胞则会分化为具体的内脏细胞,所以人的一生都伴随着身体细胞的不断更新。在自然条件下,干细胞分化为具有特定功能的组织细胞的过程是不可逆的,但通过人为干预却可以改变,山中伸弥就做到了,并因此斩获了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。
山中伸弥通过特定的技术手段将具有功能的组织细胞逆转成了干细胞,这意味着细胞返老还童回到了最开始的状态。
你转成干细胞之后,组织细胞原有的功能就全部消失了,它变得与其它干细胞一模一样。这是不是很神奇?的确很神奇,但从客观上来讲,这种技术的出现是可以预见的,因为所有的细胞都包含有全部的遗传物质,只是大多数的遗传物质并没有得到表达,所以理论上细胞是可以返老还童重新变为干细胞的。自从山中伸弥的成熟细胞重编程技术实现之后,很多科学家都投入到了相关的研究之中,现在这项技术又有了新的发展。
山中伸弥的方法是将成熟细胞直接逆转成干细胞,而英国巴布拉汉姆研究所的生物学家Gill在山中伸弥的工作基础上创造了一种新的方法,并将该方法称之为“成熟期瞬时重编程”。
Gill按照新的方法并没有将成熟细胞直接逆转为干细胞,而是让细胞在逆转为干细胞之前就停止,这样一来,细胞仍旧具有原本的功能,也就是说一个已经衰老的细胞又重新回到了刚刚由干细胞分化而出的状态。是的,从让机体返老还童的目的来看,细胞的确没有必要完全回到干细胞的状态,成为一个新细胞是最好的。更为重要的是,新的技术将细胞重编程的时间大大缩短了,从50天缩短到了13天。
人体是由细胞所构成的,现在细胞可以返老还童,是不是意味着人体也能够返老还童了呢?
目前还不能盲目下定论,因为这项技术还处于刚刚起步的阶段,距离实际应用还非常遥远。生物学家Gill也承认,虽然目前可以通过技术手段实现让衰老的细胞重回年轻的状态,但是细胞成熟期瞬时重编程背后的生物学机制,实际上并没有完全搞清楚,可见这还是一条漫长的路。不过这毕竟让人类看到了希望,至少这项技术让很多老年疾病在未来都有了治愈的希望,比如阿尔兹海默症以及心脏疾病等等。现在研究人员已经开始尝试将该项技术应用于身体的各个类型细胞之中,人类在与衰老的对抗中又向前迈进了一步。
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