一个基因可能是“青春之泉”

　　

生物通报道：最近，美国纽约州立大学水牛城分校（UB）的研究人员发现，青春之泉可能存在于一个名为Nanog的胚胎干细胞基因中。在他们开展的一系列实验中，这个基因在一些对于防止骨质疏松、动脉阻塞和其他变老迹象至关重要的休眠细胞过程中发挥作用。这些结果发表在《Stem Cells》杂志上，也在对抗衰老疾病（如Hutchinson-Gilford早衰综合征）方面显示出美好的前景。

本文第一作者、UB工程与应用科学学院化学和生物工程系主任Stelios T. Andreadis教授说：“我们对于Nanog基因的研究，可帮助我们更好地了解衰老过程，以及最终如何逆转它。”本文其他的作者来自于UB生物医学工程系，UB工程学院和Jacobs医学和生物医学科学学院、Roswell Park癌症研究所生物统计和生物信息学部门之间的一个联合项目。

为了对抗衰老，人体拥有一个非特定的细胞库，它们可以再生器官。这些细胞被称为成体干细胞，它们位于身体的每一个组织中，并在有需要时迅速作出反应。

但是随着年龄的增长，越来越少的成体干细胞能够很好地发挥它们的作用，这会导致与年龄有关的疾病。逆转衰老对成人干细胞的影响，基本上会重新启动它们，从而可以帮助解决这个问题。

Andreadis先前的研究表明，成体干细胞形成肌肉和产生力量的能力会随着年龄的增长而下降。具体地说，他研究了一类称为平滑肌细胞的肌肉细胞，位于动脉、肠等组织内。

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在这项新的研究中，本文第一作者、Andreadis实验室的研究生Panagiotis Mistriotis，将Nanog转入衰老的干细胞。他发现，Nanog可打开两个关键的细胞途径：Rho相关的激酶（ROCK）和转化生长因子-β（TGF-β）。

反过来，这会启动休眠蛋白（肌动蛋白）构建成人干细胞形成收缩的肌肉细胞所需的细胞骨架。由这些细胞产生的力量最终有助于恢复成体干细胞因老化而失去的再生性能。

Andreadis说：“Nanog不仅有延缓衰老的能力，而且在某些情况下它有可能逆转衰老。”他指出，胚胎干细胞基因以三种不同的衰老模式工作：从老年供体分离的细胞、培养的衰老细胞和从Hutchinson-Gilford早衰综合征患者分离的细胞。

此外，研究人员发现，Nanog可激活肌肉形成的中枢调节因子，血清反应因子（SRF），从而表明同样的结果可能适用于骨骼、心脏和其他肌肉类型。

目前，研究人员正专注于识别可以取代或模仿Nanog基因的效果的药物。这将使得他们能够研究体内的衰老方面是否也可以被逆转。这可能对一系列的疾病有着重要意义，从动脉粥样硬化和骨质疏松症到阿尔茨海默氏病。

在胚胎干细胞的自我更新中，转录因子Nanog具有关键性的作用，这一因子也一直是近年来研究的热点。2014年7月，西班牙国家癌症研究中心（CNIO）的科学家们发现，NANOG也调控成体生物分层上皮细胞的细胞分裂。相关研究结果发表在《自然通讯》（Nature Communications）。相关阅读：胚胎干细胞转录因子NANOG的新发现。

科学家们对于青春不老之泉的探索脚步从未停止过。2014年12月的一项研究表明，研究人员距离可延缓衰老并改善老年人健康的“青春之泉”药物越来越近。研究人员在《科学转化医学》（Science Translational Medicine）中报道称，一种实验性药物——该药物可靶定衰老及免疫功能相关的一个遗传信号通路，使老年人的免疫系统得到了显著的增强。相关阅读：迈向“青春之泉“药物的第一小步。

今年3月份，美国西北大学科学学院助理教授Javier Apfeld，致力于研究衰老的过程。他利用线虫作为研究对象，探索驱动复杂蛋白质相互作用（调节着寿命）的细胞机制，从微观的秀丽隐杆线虫到我们，其中一些机制在进化上一直都是保守的。相关阅读：线虫研究揭开青春不老之泉。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
NANOG Reverses the Myogenic Differentiation Potential of Senescent Stem Cells by Restoring ACTIN Filamentous Organization and SRF-Dependent Gene Expression
Abstract: Cellular senescence as a result of organismal aging or progeroid diseases leads to stem cell pool exhaustion hindering tissue regeneration and contributing to the progression of age related disorders. Here we discovered that ectopic expression of the pluripotent factor NANOG in senescent or progeroid myogenic progenitors reversed cellular aging and restored completely the ability to generate contractile force. To elicit its effects, NANOG enabled reactivation of the ROCK and Transforming Growth Factor (TGF)-β pathways—both of which were impaired in senescent cells—leading to ACTIN polymerization, MRTF-A translocation into the nucleus and serum response factor (SRF)-dependent myogenic gene expression. Collectively our data reveal that cellular senescence can be reversed and provide a novel strategy to regain the lost function of aged stem cells without reprogramming to the pluripotent state.