核心发现
短暂的电流脉冲显著逆转了海鞘的干细胞损伤，大幅延长了它们的寿命。
这种治疗方法触发了一种研究人员称之为"重启和反弹"的两阶段分子反应，类似于剧烈运动后人体发生的变化。
这一发现可能指向减缓人类年龄相关衰退、治疗不孕症以及增强海洋物种韧性的新方法。
一篇由加州大学圣地亚哥分校、斯坦福大学和其他机构研究人员进行的新研究发现，微小的海洋生物可能掌握逆转衰老过程的秘密。研究团队发现，当用短暂的电脉冲系列进行治疗时，海鞘会经历显著且持久的健康改善，可以大幅延长它们的寿命。
发表在《美国国家科学院院刊》上的这些发现，为保护海洋物种免受变暖水域的影响、了解我们自身体内干细胞退化的原因，以及可能找到利用这些细胞治疗医学病症打开了新的可能性。
"正如电可以帮助将心脏重启为规律的窦性心律一样，我们发现电在基因表达层面上触发了海鞘的重启，"共同通讯作者、加州大学圣地亚哥医学院儿科副教授兼加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院计算机科学与工程副教授Debashis Sahoo博士说，"基因活动减少，但随后变得更加强烈，类似于人在剧烈运动后发生的情况。"
虽然附着在岩石或其他坚硬表面上的群居海鞘看起来与人类不太相似，但由于大约5亿年前的共同祖先，它们与我们共享约70%的遗传物质。研究人员通常研究海鞘来解答有关免疫系统和干细胞的问题，因为它们每周大约重建一次身体，使干细胞活动易于观察。
由于海鞘群落中的每个个体都有自己的心脏，与其他海鞘一起工作以维持整个群落的血流，研究人员假设提高心脏的节奏可能会影响海鞘的群落周期和生长。为了测试这一点，研究人员使用了起搏器——一种通过输送电流来治疗异常心律的设备。
随着起搏器电脉冲的增加，海鞘群落的心率加快，血液在循环系统中更自由地流动。治疗后的几天内，单个海鞘长得更大、颜色更浅，看起来明显恢复了活力。海鞘也生长得更快，变得更加具有生育能力，这两者都是年轻生理状态的特征。
"这里正在发生一些非常出乎意料的事情，"共同通讯作者、斯坦福干细胞科学家Jos Domen博士回忆当时的想法。
在接受治疗的海鞘中，约75%在一年后仍然健康存活，而未经治疗的对照组中不到20%能活到那个时间点。
研究人员还发现，这种治疗导致海鞘暂时关闭基因活动，然后显著提升回来。通过分析治疗后立即和24小时后的基因表达，研究人员观察到脉冲导致许多基因出现"重启和反弹"效应。这种效应类似于人们在剧烈运动或长跑后基因发生的变化：先是出现应激和炎症的迹象，随后出现加强和修复的迹象。
研究人员假设，这些显著效果可能是电流对海鞘线粒体和代谢系统影响的结果，这些系统可能对身体恢复活力至关重要。正如外部电流可以将停顿的人类心脏电击回规律的窦性心律，精确调谐的生物电脉冲可以像跨接电缆一样使耗尽的线粒体恢复活力。
未来，研究人员设想小型无线设备有一天可以向珊瑚礁提供相同类型的电刺激，使其在更温暖、更酸性的水域中更具韧性。然而，研究人员警告说，需要额外的实验来证明该方法在人类中的潜力，以及了解其潜在的生物学机制。
"这种治疗为干细胞充电，"研究共同通讯作者、斯坦福人文与科学学院生物学助理教授Ayelet Voskoboynik博士补充道，"理解这一机制是解锁我们如何有一天减缓干细胞衰老并触发恢复活力途径的关键。"
阅读完整研究：《电刺激促进群居脊索动物的长寿和再生》
该研究的其他共同作者包括加州大学圣地亚哥分校的Yotam Voskoboynik，斯坦福大学的Tom Levy、Katherine J. Ishizuka、Karla J. Palmeri、Chiara Anselmi、Thomas Rolander、Irving L Weissman和Kimberly Gandy，以及Chan Zuckerberg Biohub的Norma F. Neff和Angela M. Detweiler。
该研究由国家老龄化研究所（资助号5RO1 AG0769086）；加州大学圣地亚哥分校Wu Tsai人类表现联盟；Chan Zuckerberg旧金山Biohub；Gruss Lipper博士后奖学金；来自斯坦福大学海洋系和斯坦福伍兹环境研究所的"海洋大创意"资助；Bio-X；以及斯坦福干细胞生物学和再生医学研究所的ISCBRM协作种子资助计划资助。
作者声明没有竞争利益。
这个故事改编自斯坦福大学发布的新闻稿。
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