科学探索|从生物学角度,我们有可能实现“返老还童”吗?

以老人的身份出生 , 以婴儿的身份死去 , 这样的情节只会在小说里面出现 。不过 , 科学家们已经找到了一种方法 , 可以在细胞水平上实现类似的奇迹 。通过操纵细胞的某些基因 , 研究人员可以将完全成熟的细胞转变成“年轻的”干细胞 。
在电影《本杰明·巴顿奇事》(The Curious Case of Benjamin Button)中 , 名为本杰明·巴顿得主角出生时就像一个老人 , 被当作怪物遗弃在养老院 , 但谁也没有想到 , 他竟然倒转了年龄 , 越活越年轻 , 最后以婴儿的形态死去 。这样的情节完全是虚构的 , 但在美国加利福尼亚州的索尔克研究所 , 科学家们发现了类似逆转衰老的过程 。

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干细胞如何分化成多种不同类型的细胞 , 最终组成了我们的身体
衰老 , 其实就是随着时间的推移 , 细胞损伤不断累积而自然发生的过程 。活性氧(ROS)在衰老过程中起着重要作用 。此外 , 环境污染和不良的生活方式也加速了我们的身体和精神的退化 。白内障、皮肤皱纹、高血压、糖尿病和痴呆等 , 都是衰老的一些特征 。那么 , 我们能否逆转或减轻这些与年龄有关的迹象?
近日 , 科学家已着手开发“细胞再生技术”(CRT) , 来降低与年龄相关的疾病发病率 。这项技术包括在衰老细胞中表达“山中因子”(Yamanaka factors) , 这些因子能将表观遗传标记重置为在年轻动物身上发现的模式 。
确切地说 , 逆转衰老并不是让一个60岁的人看起来像20岁 , 而是让一个60岁的人在身体功能方面感觉像20岁的人一样健康 。

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左:水螅虫的再生 。水螅具有可以再生的干细胞 , 使其接近永生的状态 。右:涡虫的再生
理解多能性
首先 , 我们需要使身体的单个细胞变得“年轻” 。也就是说 , 我们身体的细胞应该有能力再生并形成新的、更年轻的细胞 。多能干细胞就具有这样的能力 。
【科学探索|从生物学角度,我们有可能实现“返老还童”吗?】多能干细胞能够分裂并分化成多种细胞类型 , 它们具有两个独特的性质:一是自我更新;二是分化成具有不同功能的细胞的能力 。
多能干细胞有两种类型:胚胎干细胞和诱导性多能干细胞(iPSC) 。胚胎干细胞来源于囊胚的内细胞团 , 可分化为外胚层、中胚层和内胚层 。诱导多能干细胞则是由哺乳动物体细胞逆向编程而成的多能干细胞 。
在被称为转录因子的蛋白质的特定信号的影响下 , 这些人工诱导的多能干细胞可以分化成具有固定功能的特化细胞 。例如 , 转录因子如Snail ,  MITF和c-kit等 , 可以将多能干细胞分化为黑色素细胞(一种皮肤细胞) 。

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诱导性多能干细胞(iPSC)如何转变为多种不同类型的细胞
存在不朽的生命体吗?
涡虫、水螅和海星等生物是目前已发现的最接近不朽的生物 。它们拥有大量的多能干细胞 , 可以不断分化 , 以取代受损或老化的细胞 。因此 , 在人类身上 , 多能干细胞的确有可能分化并取代衰老细胞 , “返老还童”或许并不是梦 。