科學家嘗試重組基因逆轉老化

編輯/芬子

科學家嘗試重組基因逆轉老化

編輯/芬子

2016年年底，據(jù)媒體報道，在美國加利福尼亞州拉霍亞的索爾克研究所，科學家們正試圖讓“時光倒流”。

生命時鐘的奧秘

這里說的時光，是指生物時間。在通過對基因組重新編程來逆轉老化的首次嘗試中，科學家令小鼠的器官變得更有活力，并使它們的壽命延長了30%。這種基因工程技術目前還不能直接應用于人類，但是科學家取得的成果，可以幫助人們更好地理解人類衰老的機理，并且為嘗試通過其他方式令人體組織恢復活力指出了方向。

小鼠體內受損的肌肉恢復組織（左），與基因組重新編程后得到改進的肌肉再生組織（右）相對比。

生物老化的過程如同時鐘一般，隨著時光流逝，生物體內的一系列變化會穩(wěn)定地積累起來，最終降低身體細胞的效率。生物學最深奧的謎團之一，就是對于受精卵來說，這一時鐘的指針總會歸零：不管父母處于什么年紀，他們的生殖細胞有多老，受精卵上總是沒有年齡的所有跡象。

10年前，日本生物學家山中伸彌確定了四個重置受精卵時鐘的關鍵基因（又稱“山中因子”），它們非常強大，甚至可以為皮膚或腸道細胞的基因組重新編程，令其回到胚胎狀態(tài)，這令研究人員大為震驚。

導致哺乳動物出現(xiàn)老化現(xiàn)象的基因

而在更早的2006年，來自HHMI（霍華德·休斯醫(yī)學研究所，是美國一個非營利性醫(yī)學研究所）的研究人員通過對小鼠的研究發(fā)現(xiàn)SIRT6是一種核內、染色質相關蛋白，它維持機體不受DNA損傷和維持基因組的穩(wěn)定性，這些與這個蛋白在堿基切除修復中所起的作用相關聯(lián)。

在酵母中，Sir2組蛋白去甲基化酶可以通過修飾作用令染色體沉默，進而對重組、基因組穩(wěn)定性及老化進行調控。在哺乳動物中，已經(jīng)確定有七個Sir2類似物,分別是SIRT1-SIRT7，這些蛋白都預測能夠與Sir2起到類似作用。

研究人員分別敲除了小鼠的SIRT1-SIRT7，發(fā)現(xiàn)SIRT6的敲除會引起最明顯的影響。研究人員從細胞和機體兩個水平尚對缺失SIRT6的影響進行評估。

細胞水平上，缺失SIRT6的基因敲除小鼠會表現(xiàn)出基因組的不穩(wěn)定性。例如：細胞會對一些造成DNA損傷的化學物質特別敏感。從機體水平上，有SIRT6缺陷的小鼠比起正常對照小鼠會特別小，并且會出現(xiàn)一系列的老化現(xiàn)象：淋巴球細胞明顯減少，皮下脂肪減少，脊椎彎曲和嚴重的代謝障礙，最終導致小鼠出生后4周左右死亡。

對于喪失SIRT6是否會引起老化目前尚未定論，它所造成小鼠異?，F(xiàn)象中會包括一些與老化類似的退化過程，但是這也有可能是有一個完全不同的機制造成的。

SIRT6缺失是在細胞水平上研究堿基切除修復，但是是否能夠作為一種動物研究模型則是個未知數(shù)。文章作者表示現(xiàn)在還很難斷定根據(jù)SIRT6研制藥物的臨床實驗的效果，但是SIRT6除了具有堿基切除修復功能外，還與代謝過程密切相關，是一個有前景的臨床研究對象。

基因重新編組使老鼠壽命增長30%

在索爾克研究所，科學家胡安·卡洛斯·伊斯皮蘇亞·貝爾蒙特一直考慮的是再生問題，就是某些動物，比如蜥蜴和魚，可以令失去的尾巴或肢體再生的現(xiàn)象。在重建缺失的肢體之前，失去部分附近的細胞可以恢復到介于胚胎細胞與成年細胞之間的狀態(tài)。科學家已經(jīng)知道，胚胎細胞有發(fā)展為各種細胞的可能性，而成年細胞則已成為某種特定類型的細胞。

這種基因組的部分重新編程讓他想到，重新編程是一個逐步進行的過程，并且少量的“山中因子”可能令細胞恢復活力，但不會令基因組徹底重新編程，導致細胞恢復到胚胎狀態(tài)。

索爾克團隊首先以衰老較早的小鼠作為研究對象，以便快速獲得結果。“我們所看到的是，接受實驗的動物的老化跡象更少，器官更健康，并且在實驗結束時，我們可以看到他們的壽命比對照組小鼠增長30%?！币了蛊ぬK亞·貝爾蒙特說。