用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向生物医学
关键字  范围   
 
Rejuvenate Bio 最新研究 | 逆转衰老将成现实:寿命成功翻一番?
来源:梅斯学术 | 2023/2/19 8:30:04 | 浏览:690 | 评论:0

  衰老是人类疾病中最强的风险因素之一。“对抗衰老、延长寿命”是人们自古以来便追求的东西,神话里也不乏长生不老仙丹的传说。不过,随着科学技术的发展,人们对衰老机制的了解越来越深入,延缓甚至逆转衰老不再是天方夜谭。

  但需要注意的是,增加寿命并不代表生活质量的提高或健康寿命的延长。例如,虽然一个生命体能活得更长,但仍会经历与年龄相关的疾病和生理衰退。与此相反的是,年龄逆转是指将生命体恢复到更年轻的状态,在细胞水平上消除衰老的影响,从而增加健康寿命。所以,研究应该从这两个角度出发。

Rejuvenate Bio 最新研究 | 逆转衰老将成现实:寿命成功翻一番?

  一、研究背景

  衰老是一个复杂的过程,最典型的特征是——细胞过程的慢性失调,进而导致组织和器官功能恶化。现阶段仍没有预防衰老的方法,但针对这些细胞过程,可以通过干预措施使其恢复最佳功能,从而提升寿命和健康。

  现有证据表明,山中因子的重编程,能在体外和体内逆转与年龄相关的变化。然而,山中因子(或其子集)是否能够延长衰老野生型小鼠的寿命,仍不得而知。因此,研究人员对此进行了进一步的研究。

  二、研究方法

  1、载体和AAV生成

  通过Genscript生成了含有四环素响应元件3(TRE3)启动子的构建体,该启动子从多顺反子转录物(TRE3-OSK)驱动人OCT3/4、SOX2和KLF4的表达,同时生成了编码hEf1a启动子驱动的rtTA4(hEf1a-rtTA4)的第二个构建体。

  通过SignaGen将构建体包装在AAV9衣壳中生成AAV9.TRE3-OSK-SV40pA(1.556 E13 vg/ml)和AAV9-hEf1a-rtTA4-SV40pB(1.88 E12 vg/ml)。详情如下图所示:

Rejuvenate Bio 最新研究 | 逆转衰老将成现实:寿命成功翻一番?

  研究中使用的构建体、病毒和注射途径示意图

  (来源:Macip, C., et al. 2023)

  2、小鼠研究和虚弱评分

  将年龄124周的雄性C57BL6/J小鼠注射上述两种病毒,剂量1E12 vg/只小鼠(100μl体积),通过眼眶后途径注射。对照小鼠注射100μl配方缓冲液(PBS)。研究期间在饮用水中添加多西环素,终浓度2mg/ml,进行了“一周用/一周休”的多西环素诱导。对照小鼠在饮用水中接受与载体注射小鼠相同浓度的多西环素。

  对小鼠进行单独称重,并依据28个不同变量进行评估,包括身体、生理和先天反射条件(包括简单的感觉和运动测试、体温和整体身体状况评估)。将所有单项得分(不包括体温和体重)相加,计算每只小鼠的脆弱指数得分(FI)。

  3、组织DNA提取和甲基化研究

  实验结束时,将健康并安乐死的小鼠选入甲基化研究。按照制造商说明书,使用DNeasy血液和组织试剂盒从肝脏和心脏进行提取。随后,对上述提取的DNA进行甲基化分析。

  4、慢病毒的产生与角质形成细胞的转导

  将编码由人EF1ɑ启动子、PsPax2和PmD2.G驱动的多顺反子OSK的质粒与PEI和Opti-MEM(Gibco)共转染到HEK293T细胞中。第2天,用含有DMEM、15%FBS和1%PenStrep(Gibco)的收获培养基替换培养基。在第3天和第4天收集上清液,通过0.45聚醚砜膜过滤,将1倍体积的Lenti-X浓缩液与3倍体积的澄清病毒培养基合并,并在4°C下储存过夜。

  将病毒培养基以1500 x g离心45分钟,将颗粒重新悬浮在DMEM中。使用Lenti-X GoStix Plus对病毒进行滴度测定。将含有慢病毒的培养基滴加到HEK001(ATCC CRL-2404)传代110中(含有8ug/ml聚胺)。在第2天加入嘌呤霉素,扩增和维持存活细胞,每3天更换一次培养基。第23天,收集细胞进行免疫印迹和甲基化分析。

  5、免疫印迹分析

  使用含有1mM PMSF和蛋白酶抑制剂混合物的裂解缓冲液(CST)在冰上提取上述细胞的蛋白质。将细胞裂解混合物在14,000g/4°C下旋转10分钟,收集上清液,并使用Pierce Rapid Gold BCA蛋白质测定试剂盒进行定量。

  将等量的蛋白质装入4-15%聚丙烯酰胺凝胶中,并转移到PVDF膜上。将膜与一抗在4°C下孵育过夜。第二天,在室温下将膜在与HRP偶联的二抗中孵育1小时,并用ECL Prime Western印迹检测试剂进行显影。

  三、研究结果

  实验结果表明,在124周龄小鼠中,编码可诱导OSK系统的AAV递送比野生型对照延长了109%的中位剩余寿命,并提高了几个健康参数(如下图)。而且,研究人员观察到虚弱评分的显著改善,表明实验干预能够在延长寿命的同时,改善健康寿命。

Rejuvenate Bio 最新研究 | 逆转衰老将成现实:寿命成功翻一番?

  图注:左图:注射AAV9.TRE-OSK和AAV9.hEF1ɑ-rtTA4的124周野生型小鼠的Kaplan-Meier曲线。右图:对照小鼠和TRE-OSK小鼠在整个寿命期内的总存活比例曲线(来源:Macip, C., et al. 2023)

  从死亡的对照组和TRE-OSK处理的小鼠心脏和肝脏组织中分离出DNA,发现肝脏和心脏的寿命时钟(LUC)都有减少表观遗传年龄的趋势。此外,在表达外源性OSK的人角质形成细胞中,观察到年龄逆转的显著表观遗传标记,这表明遗传网络可能会被重新调节到更年轻、更健康的状态。

  综上,该研究的小鼠和角质细胞数据表明,AAV介导的基因治疗递送OSK可提高小鼠的寿命,改善健康参数,并逆转人类细胞衰老的生物标志物。

  四、总结

  再生医学的目标是改善组织和器官功能,纠正疾病状态。通过部分重编程实现细胞再生,已被证明是实现再生医学目标的一条有前景的途径。研究证明,在人类细胞中,OSK的外源性表达导致年龄逆转。

  这项研究首次证实,基于AAV的系统治疗可以使极高龄野生型C57BL6/J小鼠的剩余中位寿命延长,同时也改善健康结果。这项研究的结果,对开发部分重编程干预措施,以逆转老年人年龄相关疾病,具有重要意义。

  但目前还需要进行实验来评估特定组织中的表观遗传编程特征,并对这些研究中的RNA图谱进行全面深入的分析,以便研究哪些途径被重编程为更年轻的状态。

  参考来源:

  Macip, Carolina Cano, et al. "Gene Therapy Mediated Partial Reprogramming Extends Lifespan and Reverses Age-Related Changes in Aged Mice." bioRxiv(2023):2023-01.

相关栏目:『生物医学
额头被撞,没想到眼睛...... 2024-06-29 [386]
干冰为什么会让人窒息 2024-06-26 [452]
科学家首次拍到:人睡着时清洗大脑全过程,震撼 2024-06-24 [523]
父母的创伤会通过基因遗传给你? 2024-06-24 [478]
博士用自己的血一天喂3000只蚊子,终一作发Nature揭示“蚊子怎么只咬你” 2024-06-16 [661]
为走出抑郁状态,我做了这几方面调适 2024-06-16 [612]
猫咪怎样启发了人工神经网络的诞生? 2024-06-16 [639]
从生命到人工生命:未来生命形态会是怎样? 2024-06-08 [817]
Science 重磅!开山论文被锤造假 2 年,通讯作者终于承认了,全球 18 年研究白费? 2024-06-07 [838]
美国首富将自己冷冻50年,原定2017年被唤醒,如今怎么样了? 2024-06-07 [878]
相关栏目更多文章
最新图文:
:“为什么海外华人那么爱国,但是让他回国却不愿意?...“ :学术出版巨头Elsevier 彻查433名审稿人“强迫引用”黑幕 :中国336个国家重点实验室布局 :中澳政府联合出手打击洗钱和逃税漏税 大量中国居民海外账户遭冻结 :摄影师苏唐诗与寂寞百年的故宫对话6年,3万张照片美伦美奂 :大数据分析图解:2019中国企业500强 张梦然:英国惠康桑格研究所:人体内的微生物与出生方式有关 :美众议院将调查华裔部长赵小兰“利用职权为家族谋利“
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2024 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.