衰老被定义为随时间推移的功能退化,是多种慢性疾病的主要风险因素之一。尽管衰老是影响整个机体的复杂现象,但已证实造血系统中仅此单一系统的衰老表现即可波及全身。
去年九月,M·卡罗琳娜·弗洛里安博士及其团队揭示了利用血液干细胞进行药理学干预以靶向全身衰老的重要意义,从而提出可延长健康寿命和寿命的年轻化策略。如今,他们在《自然·衰老》期刊发表的研究中提出:通过Rhosin药物处理老年造血干细胞以实现其功能逆转。Rhosin是一种小分子化合物,可抑制在老年造血干细胞中高度激活的RhoA蛋白。该研究在贝尔维特热生物医学研究所(IDIBELL)结合体内与体外实验,并由"la Caixa"基金会支持的巴塞罗那全球健康研究所(ISGlobal)及巴塞罗那超级计算中心运用创新机器学习技术进行辅助分析。
靶向衰老核心:造血干细胞的细胞核
造血干细胞位于长骨腔隙内的骨髓中,骨髓是一种高度动态且特化的组织。它们负责持续生成所有类型血细胞的关键功能:红细胞(氧气运输载体)、巨核细胞(未来血小板)以及白细胞(免疫细胞、淋巴细胞和巨噬细胞)。然而,随着时间推移,干细胞同样会衰老,其再生能力下降并产生更少且质量更低的免疫细胞。这已被证实与免疫衰老、慢性低度炎症及某些慢性疾病密切相关。
在细胞核内,干细胞复制过程中会积累突变并丢失维持DNA有序排列的表观遗传标记,最终增加细胞核膜的机械张力。本研究发现RhoA是一种由该张力激活的机械感受器,在干细胞衰老过程中发挥关键作用。研究人员随后验证了其年轻化潜力:对造血干细胞进行Rhosin(RhoA抑制剂)体外处理后,观察到衰老相关标志物显著改善。IDIBELL研究员兼研究合著者埃娃·梅希亚-拉米雷斯博士总结道:"总体而言,实验证明Rhosin成功逆转了造血干细胞的衰老状态,增强了免疫系统的再生能力,并在移植至骨髓后改善了血细胞产量。"体内外实验均在IDIBELL完成,而ISGlobal及巴塞罗那超级计算中心的保拉·佩特罗内和巴勃罗·亚涅斯·皮卡佐则通过创新机器学习方法揭示了Rhosin诱导的染色质重塑机制。该项目还依托与辛辛那提儿童医院医学中心(CCHMC)郑毅教授的长期合作——其团队此前已开发出Rhosin分子。
社会老龄化:迫在眉睫的健康挑战
至2050年,西方国家60岁以上人口数量将较2015年翻倍。这将导致癌症、痴呆症及心血管疾病等慢性病发病率大幅上升,给各国医疗与社会体系带来沉重负担。高质量生物医学研究对于设计缓解衰老健康负面影响的疗法至关重要,且需超越美容或化妆范畴。现有科学证据表明生活方式调整及部分药理学治疗可能具备"抗衰老"效果,同时分子层面探索衰老现象的研究方向也颇具前景。然而,弗洛里安博士指出:"这些措施不能称为'年轻化',因其仅对抗衰老后果而非干预衰老过程本身。相反,我们靶向衰老的核心机制:通过将造血干细胞恢复至更年轻状态,使其再生能力提升并产生更多健康血细胞,从而改善整个机体健康。这正是我们提出细胞'年轻化'的原因。"
研究结果令人振奋,团队对新策略改善老年人生活质量的潜力充满信心。当前临床研究需验证动物模型成果能否安全有效地转化为人类应用。为此,弗洛里安博士已通过IDIBELL创新单元提交欧洲专利申请——这是确保该创新药物未来商业化及防止第三方不当使用的关键法律保障。
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