斯坦福大学与加州大学圣地亚哥分校的研究人员对一种小型胶状海洋生物进行了测试,以获取有关衰老和细胞再生的见解。他们的发现可能对人类有一定参考价值。
海鞘是上月发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项新研究的对象。它们与人类共享的遗传物质比人们想象的要多。
"如果你想研究干细胞和细胞分化,我们在人类身上很难进行此类研究,因为我们不能在人类身上做实验,"加州大学圣地亚哥医学院儿科学副教授、该研究的共同作者德巴希斯·萨胡(Debashis Sahoo)表示,"我们不能进行基因操控并研究其结果。"
这时海鞘就派上了用场。
根据加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学的声明,这种无脊椎生物与人类共享约70%的遗传物质,使它们成为"大约5亿年前共同祖先的遗产"。
海鞘在人类免疫系统和干细胞相关问题上被认为特别有用。海鞘能够在大约一周内重建其所有身体组织。
"你想与脊椎动物建立某种联系,"同样担任加州大学圣地亚哥分校计算机科学副教授的萨胡说,"所以这些海鞘正好处于无脊椎动物和脊椎动物的交界处。这基本上是连接脊椎动物系统如何出现的一种方式。"
在这项研究中,科学家们对海鞘进行了一系列短暂的电脉冲刺激。据研究人员称,结果是显著且持久的健康改善,有可能延长它们的寿命。
这项工作始于2020年,当时斯坦福大学干细胞科学家、该研究的共同资深作者乔斯·多门(Jos Domen)使用心脏起搏器——通常用于治疗异常心律——来加快这些生物的心脏跳动。
在接受治疗的海鞘中,75%在一年后仍然健康存活。而未经治疗的同类中,只有20%存活下来。
"正如电可以帮助将心脏重置为正常窦性心律一样,我们发现电在基因表达层面对海鞘触发了重启,"萨胡说,"基因活性降低,但随后会变得更加强劲,类似于人类在剧烈运动后的反应。"
萨胡表示,这些发现与他之前关于运动及其对人体影响的研究相关。
"我们观察到,在人类身上,当你进行急性运动时,[比如]一个久未运动的人进行了一小时的剧烈运动,他们的巨噬细胞[免疫系统中摧毁病原体的细胞]会变得活跃,"萨胡说,"对于长期运动的人,我们发现他们的巨噬细胞会随时间变得耐受。"
"我们认为这些电脉冲[对海鞘]相当于进行运动。"
类似的人类治疗方法尚未提上日程。但科学家们表示,他们乐观地认为这些发现可能会产生有益的见解。
"一个显而易见的问题是这是否可以应用于人类,"多门说,"这将采取与海鞘实验不同的形式,并将专注于特定的细胞群,比如可以以类似方式刺激的血干细胞。"
对萨胡而言,这引发了一个问题:当我们运动时,我们的身体会发生什么,以及我们如何基于这些知识提高我们的表现。
"我们想以各种方式优化自己,"他说,"我们谈论运动员、士兵或任何其他处于极端情况的人。我们想要达到极限。"
"这也与衰老如何破坏某些系统以及随年龄累积的损伤有关,这些损伤我们可能可以修复。也许我们不能让它逆转……但至少如果你能以某种方式修复它,它可能会影响疾病。"
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