近日，哈佛大學(xué)干細胞研究所在《科學(xué)》雜志發(fā)表的兩篇論文指出，他們發(fā)現給相當于人類(lèi)70歲的老年小鼠注射GDF11蛋白后，小鼠的運動(dòng)能力和腦部嗅覺(jué)區功能得到了提高。
去年，哈佛大學(xué)的干細胞生物學(xué)家艾米·維杰斯博士（Amy Wagers）和心臟學(xué)家理查德·李（Richard Lee）博士發(fā)表在《細胞》雜志上的研究發(fā)現，聯(lián)體小鼠（通過(guò)外科手術(shù)將年輕小鼠與老年小鼠的血液循環(huán)系統相連，示意圖見(jiàn)下）中的老年小鼠在接觸年輕小鼠的血液4周后，它們心肌肥大的癥狀得到了顯著(zhù)的改善，心肌細胞的體積也減小了，而這種變化與血流動(dòng)力學(xué)和聯(lián)體后的小鼠行為改變并不相關(guān)。隨后，研究者利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法，研究者發(fā)現血液中的生長(cháng)分化因子11（growth differentiation factor 11,GDF11）會(huì )隨著(zhù)年齡的增長(cháng)而逐漸減少。隨后，研究者為老年小鼠注射了GDF11，使其血液內GDF11的水平與年輕小鼠相當，這一實(shí)驗的結果與在聯(lián)體小鼠中觀(guān)察到的現象相一致，證明了GDF11在逆轉衰老造成的心臟功能下降上的作用。
而在這次的研究中，維杰斯博士與哈佛大學(xué)再生醫學(xué)與干細胞系的李·魯賓（Lee Rubin）博士分別帶領(lǐng)的研究小組，用同樣的方法證明了GDF11對老年小鼠骨骼肌和大腦功能具有同樣的作用。維杰斯博士表示：“之前的研究認為GDF11只作用于心臟，但是這次發(fā)現它可以作用于多種器官和細胞。之前還有研究發(fā)現，年輕小鼠的血液中的某些因子能夠恢復肌肉干細胞的功能并且可以修復肌肉組織。而這次的研究中我們發(fā)現，肌肉干細胞中積累的DNA損傷可能是這些干細胞無(wú)法正常分化為成熟的肌肉細胞的原因?！崩夏晷∈笱褐蠫DF11的含量上升會(huì )逆轉肌肉干細胞因衰老導致的功能下降和基因組完整性損傷。同時(shí)，小鼠的肌肉結構和力量以及運動(dòng)耐久性都得到了提高。
在大腦功能方面，魯賓博士指出：“老年小鼠的大腦功能會(huì )出現衰退，神經(jīng)再生（神經(jīng)干細胞和祖細胞分化產(chǎn)生新的神經(jīng)細胞）的數量會(huì )減少，認知能力也會(huì )下降?！敝八麄冄芯啃〗M的博士后同事麗達·卡西帕爾迪（Lida Katsimpardi）曾“發(fā)現GDF11可以提高神經(jīng)干細胞的數量，并且可以促進(jìn)腦部血管的發(fā)育”。魯賓博士表示，小鼠大腦三維重構和核磁共振成像的結果顯示，老年小鼠腦部“出現了大量新生的血管，血流量也增加了”。另外，魯賓博士還提到，年輕小鼠“對于分辨氣味十分敏感”，它們可以精確地分辨不通氣味。他們發(fā)現，年輕小鼠會(huì )躲避薄荷的氣味，而老年小鼠不會(huì )；但是接觸過(guò)年輕小鼠血液的老年小鼠也會(huì )躲避薄荷的氣味。
魯賓表示：“我們認為GDF11對大腦的其他區域應該也有類(lèi)似的作用。另外至少在原則上，我們認為應該存在某種蛋白，可能是類(lèi)似GDF11的某種分子或者就是GDF11，可以逆轉衰老?！?/p>
在研究過(guò)程中，為老年小鼠注射GDF11需要持續7~28天的時(shí)間，那么這種“返老還童”的效果可以持續多長(cháng)時(shí)間呢？對于果殼網(wǎng)的這個(gè)問(wèn)題，另一位研究者理查德·李博士表示他們還沒(méi)有進(jìn)行這方面的研究，目前也并不清楚GDF11對小鼠壽命的影響。不過(guò)理查德·李博士表示，他們認為GDF11的作用并不局限于心臟、肌肉和大腦。目前他們正在研究GDF11對其他細胞和器官的作用。
哈佛大學(xué)再生醫學(xué)與干細胞系聯(lián)席主席、干細胞研究所聯(lián)席主任道格·麥爾登（Doug Melton）評價(jià)這一研究成果是“無(wú)法超越的干細胞領(lǐng)域的精彩發(fā)現，實(shí)驗設計非常巧妙。研究結果讓我們對未來(lái)充滿(mǎn)希望。我們都想知道為什么人在年輕時(shí)身強體壯，思維敏捷，而這兩篇激動(dòng)人心的論文告訴了我們答案：我們年輕時(shí)血液中GDF11的濃度更高。目前從動(dòng)物實(shí)驗的結果來(lái)看，返老還童將不是問(wèn)題，GDF11能夠恢復衰老造成的肌肉和大腦功能下降?！?/p>
研究者艾米·維杰斯博士和李·魯賓博士表示，GDF11這些功能的發(fā)現，將有助治療心臟老化、骨骼肌老化和阿茲海默氏癥等。至于人們非常關(guān)心的臨床實(shí)驗問(wèn)題，研究者表示他們希望在未來(lái)3到5年內進(jìn)行首次人體臨床實(shí)驗。而在在這之前，理查德·李博士告訴果殼網(wǎng)他們“還需要更好地了解GDF11在人體中的作用，并且需要進(jìn)行更多的相關(guān)實(shí)驗?！?/p>
聯(lián)系客服
