表观遗传学的 "重启 "逆转了小鼠的衰老 可以延长寿命

表观遗传学的"重启"逆转了小鼠的衰老可以延长寿命我们的基因组包含我们完整的DNA蓝图,它存在于我们身体的每一个细胞中。但这并不是全部--还有一层信息,被称为表观基因组,位于上面,控制着不同类型的细胞中哪些基因被开启和关闭。就好像我们身体里的每个细胞都在按照相同的操作手册(基因组)工作,但表观基因组就像一个目录,引导不同的细胞进入不同的章节(基因)。毕竟,肺部细胞与心脏细胞需要非常不同的指令。环境和生活方式因素,如饮食、运动,甚至童年经历,都可能在我们的一生中改变表观遗传学的表达。表观遗传学的变化与生物衰老的速度有关,但它们是否推动了衰老的症状或本身就是一种症状仍不清楚。对于这项新的研究,哈佛大学的研究人员在小鼠身上进行了实验以找出答案。利用一个名为"表观基因组诱导性变化"(ICE)的系统,研究小组加快了小鼠体内DNA损伤和修复的自然过程,以检查这是否也加速了衰老症状。在哺乳动物细胞中,我们的染色体每分钟经历多达一百万次的DNA断裂,而表观遗传因子在返回其原始位置之前会非常迅速地协调修复。该团队设计了小鼠,其经历DNA断裂的速度比正常速度快三倍。随着时间的推移,他们发现表观遗传因子变得更加"心不在焉",在修复DNA断裂后不会返回原处,导致表观遗传组变得杂乱。果然,到了6个月大时,小鼠显示出衰老的身体迹象,与同龄的未编辑小鼠相比,它们的健康状况似乎差了很多。科学家们说,他们以此证实了表观基因组在衰老中的作用。下一步是测试我们是否能对此做些什么,因此该团队实施了一种由三个基因组成的基因治疗鸡尾酒,称为Oct4、Sox2和KLF4。这些基因在干细胞中很活跃,在之前的工作中,该团队发现它们可以用来恢复患有老年性青光眼的小鼠的视力。在这种情况下,ICE小鼠的衰老生物标志物急剧减少。他们的表观基因组变得无序,使他们的组织和器官恢复到更年轻的状态。该研究的资深作者大卫-辛克莱说:"这就像重新启动一台故障的计算机。"[它]启动了一个表观遗传程序,导致细胞恢复它们年轻时的表观遗传信息,区别在于这是一次永久性的重置。"该团队说,这一发现有可能是巨大的。通过解决衰老本身,许多由这个自然过程产生的疾病可以得到更有效的治疗。"如果正确的话,这意味着癌症、糖尿病和阿尔茨海默氏症可能有相同的根本原因,可以通过单一的治疗方法逆转来治疗或治愈与年龄有关的疾病,"辛克莱尔在Twitter上发布。虽然在实现这样的崇高目标之前还有很多研究要做,但工作已经在进行中。一篇尚未经过同行评审的预印本论文对老年小鼠系统地施用相同的基因治疗鸡尾酒,其年龄相当于人类的77岁。这些小鼠的寿命比未经治疗的小鼠长9%。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339405.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1339405.htm

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时光倒流:外科手术可延缓细胞衰老并延长寿命高达10%

时光倒流:外科手术可延缓细胞衰老并延长寿命高达10%研究结果表明,年轻人受益于血液中有助于活力的成分和化学物质的混合物,这些因素有可能被分离出来作为加速康复、恢复身体活力和延长老年人寿命的疗法。“这是第一个证据表明,这种被称为异时性联体共生的过程可以减缓衰老的速度,同时延长寿命和健康状况,”资深作者、美国麻省理工学院、杜克大学医学院和杜克衰老中心的医学和细胞生物学助理教授詹姆斯·怀特博士说。怀特和同事着手确定异时性联体共生(通过手术融合两只不同年龄的动物以实现共享循环系统)的好处是短暂的还是更持久。杜克大学和其他地方的早期研究记录了老年小鼠在联体共生三周后的组织和细胞中的抗衰老益处。这些研究发现,年长的小鼠变得更加活跃和活跃,它们的组织显示出恢复活力的迹象。“我们的想法是,如果我们在三周的联体共生中看到这些抗衰老效果,那么如果将其延长到12周,会发生什么,”怀特说。“这大约相当于老鼠三年寿命的10%。”怀特说,老鼠的年龄也很重要,年轻的老鼠四个月大,年长的老鼠两岁。经过两个月的分离期随访,年长的动物表现出更好的生理能力,并且比未接受手术的动物寿命延长了10%。在细胞水平上,联体共生极大地降低了血液和肝脏组织的表观遗传年龄,并显示出与衰老相反的基因表达变化,但类似于限制热量等几种延长寿命的干预措施。即使在脱离两个月后,返老还童的效果仍然持续存在。就人类而言,接触联体共生相当于将一个50岁的人和一个18岁的人配对大约八年,其效果使人的寿命延长八年。怀特说,该实验的目的是研究长期接触年轻血液是否会对年老小鼠造成持久影响。他说,将人类与异时性联体共生配对显然是不切实际的,甚至是不道德的。他还指出,其他抗衰老策略,例如热量限制,可以更好地延长小鼠的寿命。怀特说:“我们的工作表明有必要探索年轻血液循环中的哪些因素导致了这种抗衰老现象。我们已经证明,这种共享循环可以延长老年小鼠的生命和健康,而且暴露的时间越长,变化就越持久。推动这一趋势的因素很重要,但目前尚不清楚。它们是蛋白质还是代谢物?是年轻小鼠提供的新细胞,还是年轻小鼠只是缓冲老化的、促衰老的血液?这就是我们接下来希望学习的。”...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387315.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1387315.htm

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肥胖可引发持久的表观遗传变化:促成炎症性疾病的发生 减重后仍持续存在

肥胖可引发持久的表观遗传变化:促成炎症性疾病的发生减重后仍持续存在表观遗传学是研究基因活动的变化,不涉及基础DNA序列的改变。这些变化可能受到环境因素的影响,如饮食、接触毒素和压力,并可能影响基因的表达方式,导致具有相同DNA的个体之间的性状和行为差异。根据该研究的作者,如果小鼠身上的发现在人类身上成立,那么高脂肪饮食引起的肥胖导致的持续的表观遗传学变化可能会增加发展与衰老有关的神经炎症疾病的概率。其中一种疾病是与年龄有关的黄斑变性,这种疾病以前与肥胖有关,并可能导致老年人的永久性失明。然而,肥胖使人容易患这种疾病的机制还没有得到很好的定义。也许与此相关的是,先前的肥胖对生命后期的免疫反应的长期影响也仍然未知。在小鼠的一系列实验中,MasayukiHata及其同事显示,喂食高脂肪饮食的小鼠的脂肪组织巨噬细胞表现出表观遗传变化,导致在炎症反应中发挥作用的基因表达增加。作者说,这种表达在小鼠恢复到正常体重并重新获得正常代谢后仍在继续。根据Hata等人的说法,这些持续的表观遗传变化发生在肥胖期,当时像立体酸这样的脂肪酸改变了脂肪常驻巨噬细胞的表型,这种表型在衰老期间被保留。这些常驻的炎症细胞可以到身体的其他部位,包括眼睛,在那里它们启动一个炎症程序,促进与年龄有关的黄斑变性。KevinMangum和KatherineGallagher在相关的《观点》中写道:"Hata等人的研究提出了关于负责巨噬细胞中表观遗传重编程的上游途径的重要问题,以及针对这些途径是否可以逆转表观遗传变化。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354921.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1354921.htm

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科学家发现表观遗传学钥匙 揭开常见致命癌症的神秘面纱

科学家发现表观遗传学钥匙揭开常见致命癌症的神秘面纱但SOX9也有阴暗的一面,因为它与全球一些最致命的癌症有关,如肺癌、皮肤癌、头颈癌和骨癌。就皮肤而言,某些异常的成体表皮干细胞可能会意外地激活SOX9,不管它们选择的是哪种途径--而且永远不会关闭,从而启动一个最终激活癌基因的过程。科学家们从未完全理解这种注定的结果是如何在分子水平上发生的。但现在,洛克菲勒研究人员揭示了这一恶性转折背后的机制。原来,SOX9属于一类特殊的蛋白质,能够控制遗传信息从DNA到mRNA的传递。这意味着它有能力撬开遗传物质的密封袋,与其中先前沉默的基因结合,并激活它们。他们将研究结果发表在《自然-细胞生物学》(NatureCellBiology)杂志上。罗宾-切默斯-纽斯汀哺乳动物细胞生物学与发育实验室负责人伊莱恩-福克斯说:"我们的发现为了解癌症如何破坏干细胞精心调整的决策过程,从而使其无法制造正常组织提供了新的见解。它还揭示了作为潜在治疗靶点的新的SOX9激活基因"。基因表达的稀有钥匙我们的基因组并不是一本打开的书。事实上,它更像是一个图书馆,里面藏着几十亿本书,但大部分都被锁起来了--大部分遗传物质实际上都沉寂在非编码的、被组蛋白紧密结合的DNA包中,处于封闭状态。DNA和组蛋白共同构成了所谓的封闭染色质。转录蛋白或转录因子无法访问被包裹在这种封闭物质中的基因,而这些转录蛋白或转录因子可以帮助表达其中的基因。表皮中由SOX9诱导的类似基底细胞癌的病变(绿色)。红色为异常分化,蓝色为细胞核。图片来源:杨义浩,富克斯实验室但有一些罕见的关键因素并不只是转录因子。这些"先锋因子"可以打开这些基因包。它们拥有窥视封闭染色质内部并识别其中结合位点的超能力。然后,它们会招募其他转录因子,帮助它们撬开封闭的染色质,并与核糖体上的受体位点结合,从而对染色质进行重新编程,激活新基因。这通常发生在发育的早期阶段,此时干细胞的命运尚未确定。在成人皮肤中,SOX9通常与维持成人毛囊干细胞的身份有关。在成人表皮干细胞中,它通常受到抑制。但基底细胞和鳞状细胞癌的情况并非如此。该研究的第一作者杨一浩说:"在疾病背景下,SOX9在成体表皮干细胞中被重新激活。"这一过程如何逐步展开一直是未知数。"体外重编程发生得非常快--不到48小时。在如此短的时间窗口内,很难很好地解决事件发生的顺序问题。SOX9交换为了找出答案,研究人员设计了含有SOX9拷贝的小鼠,当给小鼠喂食强力霉素(一种诱导转基因SOX9的药物)时,SOX9拷贝可以在小鼠的成体表皮干细胞中被激活。福克斯解释说:"在成体组织中,胚胎发生时很容易做出的选择会被严格抑制,这样成体干细胞就会坚持完成其专门任务。"然而,释放SOX9被证明是一个强有力的影响因素,可逐步将表皮干细胞重编程为新的命运。杨说:"仅通过表达单一的SOX9转录因子,我们就能在第六周诱导出基底细胞癌样结构。到第12周时,我们开始看到类似人类基底细胞癌的病变。"与此同时,他们还跟踪了幕后的表观遗传过程。在头两周,SOX9关闭了表皮干细胞基因。它们逆转了正常状态,开始开启毛囊干细胞基因。研究人员在寻找机制时发现,为了实现这种命运转换,SOX9从活跃的表皮基因中劫持了核机制,并将这些偷来的设备带到了沉默的毛囊基因中。然后,它又利用其他转录因子撬开封闭的染色质,与其中的沉默基因结合,开启它们。福克斯说:"当SOX9不能被调控时,干细胞就不能制造毛发,而是不断增殖并激活几种新的转录因子,最终导致基底细胞癌状态。"杨说,这种复杂的身份来回转换之所以可能,是因为SOX9是一种先驱因子。只有先驱因子才有能力进入封闭的染色质。由于SOX9在全球许多最致命的癌症中过于活跃,研究人员希望找到干预它在这些细胞增殖中的作用的方法。Fuchs说:"通过确定SOX9的相互作用蛋白及其靶基因在恶性肿瘤过程中的变化,我们希望能在发现治疗这些癌症的新药靶点方面取得进展。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375475.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1375475.htm

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重新定义衰老:"不死水母"DNA可能帮助延长人类寿命

重新定义衰老:"不死水母"DNA可能帮助延长人类寿命来自匈牙利罗兰大学(EötvösLoránd)的研究人员ÁdámSturm博士和TiborVellai博士在衰老研究方面取得了重大发现。他们的研究以DNA中的"可转座元件"(TEs)为中心,这些元件是能够在遗传密码中重新定位的片段。这些转座元件的过度移动会导致遗传密码的不稳定,从而可能导致衰老过程。科学家们已经确定了一种称为Piwi-piRNA途径的特定过程,它有助于控制这些TEs。他们在某些不会衰老的细胞(如癌症干细胞)中看到了这种途径的作用,特别是在神秘的Turritopsisdohrnii(灯塔水母,俗称"不死水母")中。通过在一种名为"秀丽隐杆线虫"(Caenorhabditiselegans)的蠕虫体内强化这一途径,该蠕虫的寿命显著延长。在之前发表的题为《衰老的机制:转座元件在基因组解体中的主要作用》(2015年)和《Piwi-piRNA途径:通往永生之路》(2017年)的里程碑式文章中,Sturm博士和Vellai博士从理论上阐述了Piwi-piRNA系统与生物永生这一引人入胜的概念之间的深刻关系。现在,他们在最新发表于《自然-通讯》(NatureCommunications)的论文中提供了实验证明。他们的研究表明,控制TEs的活性确实可以延长寿命,这表明这些移动DNA元素在衰老过程中起着至关重要的作用。在蠕虫体内,强化的piwi-piRNA通路亮起了绿灯,这使得它们的寿命延长了30%。资料来源:Sturm,Á.,etal.,2023,DBS.用更专业的术语来说,研究人员利用技术来"下调"或降低TEs的活性。当他们对蠕虫体内的特定TEs进行这种操作时,蠕虫显示出衰老变慢的迹象。更重要的是,当同时控制多个TEs时,延长寿命的效果会叠加。Sturm博士解释说:"在我们的寿命试验中,仅仅通过下调TEs或体细胞过表达Piwi-piRNA通路元件就观察到了统计学上显著的寿命优势。这为医学和生物学领域的无数潜在应用打开了大门。"此外,研究小组还发现,随着这些蠕虫的衰老,它们的DNA发生了表观遗传学变化,特别是在TEs中。这些被称为DNAN6-腺嘌呤甲基化的变化被观察到会随着动物的衰老而增加TE的转录和跳跃。Vellai博士强调了这一发现的潜在意义:"这种表观遗传修饰可能会为通过DNA确定年龄的方法铺平道路,从而提供准确的生物钟"。总之,通过更好地了解这些移动DNA元素和控制它们的途径,科学家们可能会找到延长生命和改善晚年健康的方法。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399079.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1399079.htm

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研究:在老龄鼠注入年轻鼠血液能延长寿命

研究:在老龄鼠注入年轻鼠血液能延长寿命一项新研究发现,在老龄鼠体内输入年轻小鼠的血液,可使老龄鼠延长6%至9%的寿命,相当于人类多活了六年。《纽约时报》报道,这项研究于星期四(7月27日)发表在《自然-衰老》(NatureAging)杂志上。研究员说,虽然这项研究并未指出人类的抗衰老疗法,但它确实暗示年轻小鼠的血液中含有促进长寿的化合物。研究作者、杜克大学医学院细胞生物学家怀特(JamesWhite)说:“我们重设了衰老的轨迹。”据悉,几年来,怀特与其他研究员一直在调整实验鼠的同种异体移植程序,以更好地了解抗衰老效果。他们采用“联体共生”(Parabiosis)的疗法,将一老一少两只老鼠的血管相连,放在一起大约三个月,再小心翼翼地将它们分开,并在老鼠们康复后,仔细观察它们的寿命。研究结果显示,老龄鼠经过了联体共生疗法后能活得更久,而且体内的衰老过程似乎也发生了变化。研究员观察了老鼠和小鼠的血液和肝脏中的分子标记(molecularmarkers),这些标记就像生物年龄的时钟,而这些时钟似乎已经暂停。两个月后,这些分子标记显示,老龄鼠比未经疗法的同龄老龄鼠“年轻”。年轻的小鼠也受到了联合影响。另一名研究作者、哈佛大学医学院生物钟专家格拉迪舍夫(VadimGladyshev)则说:“年轻小鼠则迅速衰老,当我们把年轻鼠和老龄鼠分开时,老龄鼠又开始恢复衰老。”实验的长期效果显示,延长老龄鼠寿命的原因不能仅仅归结为“注入了年轻小鼠的细胞,使老龄鼠能恢复活力”。初步估计,其中一种归因或源于老龄鼠体内促发衰老的有害化合物被年轻小鼠的血液稀释。年轻小鼠的血液也可能含有能重新编程老龄鼠细胞的分子,因此在动物被分离后,老龄鼠的细胞仍然表现得像年轻细胞一样。格拉迪舍夫指出,他不认为这项研究成果能同样复刻到人类身上,也不认为研究成果能作为给老年人注射年轻人类血清的正当理由。

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抗衰老技术的突破:排除体内有害的脂肪副产品以延长寿命

抗衰老技术的突破:排除体内有害的脂肪副产品以延长寿命这些新发现来自弗吉尼亚大学的研究员EyleenJorgelinaO'Rourke博士和她的团队,他们正在寻求确定驱动健康衰老和长寿的机制。他们的新工作提出了一个潜在的方法,即通过减少甘油和甘油醛对健康的影响来做到这一点。弗吉尼亚大学研究员EyleenJorgelinaO'Rourke博士和她的团队一直在寻求确定驱动健康衰老和长寿的机制。"这个发现是出乎意料的。我们去追寻一个非常有依据的假设,即长寿的秘密是激活一个名为自噬的细胞再生过程,最后发现了一个未被认识的健康和寿命延长机制,"弗吉尼亚大学生物系和弗吉尼亚大学医学院细胞生物学系的O'Rourke说。"这一发现的一个令人兴奋的方面是,开启这一长寿机制的关键是激活两种酶,这两种酶因其在乙醇解毒中的作用而被研究得非常透彻。这种现有的知识极大地促进了我们寻找能够专门激活这种抗衰老过程的药物"。抗衰老的发现在寻找延缓衰老的秘密时,奥罗克和她的研究生阿巴斯-加达尔(AbbasGhaddar)以及博士后维诺德-莫尼(VinodMony)转向了被称为秀丽隐杆线虫的微型蠕虫。这些土壤中的居民共享我们70%以上的基因,是生物医学研究的宝贵工具;两个诺贝尔医学奖是专门利用这种蠕虫的发现颁发的。之前在蠕虫、小鼠和人类细胞中的衰老研究使奥罗克和该领域的其他人怀疑延长寿命的关键是激活自噬,这是一个更新我们细胞中破损和老旧部分的过程。但奥罗克和她的合作者惊讶地发现这并非必要--科学家们将蠕虫的健康和寿命提高了50%,而自噬作用根本没有增加。弗吉尼亚大学研究员EyleenJorgelinaO'Rourke博士和她的团队发现,针对长期积累的两种有毒脂肪副产品,可以帮助我们活得更久、更健康。他们通过利用他们发现并命名为AMAR的机制来做到这一点,AMAR是梵语中不朽的意思。在这种情况下,AMAR代表着"酒精和醛-脱氢酶介导的抗衰老反应"。简而言之,科学家们发现,他们可以通过刺激一个特定的基因adh-1来促使抗衰老反应。这样做促使该基因产生更多的酶,即酒精脱氢酶,以防止由甘油和间接由甘油醛引起的毒性。其结果是,这些蠕虫活得更长、更健康。当然,在实验室模型(如蠕虫和小鼠)中的研究结果并不总是在人身上得到证实。因此,研究人员又采取了几个步骤,以观察他们的线索是否像它看起来那样有希望。首先,他们确认这种酶在另一个实验室模型--酵母中对寿命有类似的有益影响。然后,他们仔细研究了包括人类在内的生物的基因活动,这些生物经历了禁食或卡路里限制,因为禁食和卡路里限制都被认为可以延长健康和寿命。果然,科学家们发现在所有被测试的哺乳动物中,包括人类,抗衰老酶的水平都有所提高。弗吉尼亚大学研究员EyleenJorgelinaO'Rourke博士和她的团队发现,他们可以通过针对两种有害的脂肪副产品--甘油和甘油醛来改善健康和延长寿命。科学家们怀疑,我们的甘油和甘油醛的水平会随着时间的推移而自然增加,因为它们是脂肪的有毒副产品,随着年龄的增长,我们会储存更多的脂肪。因此,AMAR可能提供了一种方法来阻止脂肪产生的毒性,延长我们健康生活的年限,也许还能帮助我们减掉一些赘肉。O'Rourke说:"我们希望吸引人们对开发针对AMAR的治疗方法的兴趣,目前,与年龄有关的疾病是患者、其家人和医疗系统的主要健康负担,针对衰老过程本身将是减少这种负担和增加我们所有人独立健康生活年限的最有效方法。"他是弗吉尼亚大学罗伯特-M-伯尔尼心血管研究中心的成员。研究人员已在科学杂志《当代生物学》上发表了他们的研究结果。该团队由AbbasGhaddar,VinodK.Mony,SwarupMishra,SamuelBerhanu,JamesC.Johnson,ElisaEnriquez-Hesles,EmmaHarrison,AarohPatel,MaryKateHorak,JeffreyS.Smith,和O'Rourke组成。研究人员在工作中没有经济利益。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349041.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1349041.htm

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