Nature子刊：首次證實，年輕血液能夠延緩衰老，還能延長壽命、促進(jìn)健康
來源 生物世界 撰文丨王聰
編輯丨王多魚 排版丨水成文
實現(xiàn)“返老還童”一直是抗衰老領(lǐng)域科學(xué)家們的終極夢想。早在2005年，加州大學(xué)伯克利分校的 Irina Conboy 等人就在 Nature 發(fā)表論文【1】，通過“異體共生”（人工建立年輕小鼠和老年小鼠連體“雙胞胎”，使它們共享血液、器官和環(huán)境）的實驗發(fā)現(xiàn)，年輕小鼠的血液能使老年小鼠肌肉組織和肝細(xì)胞再生，從而逆轉(zhuǎn)了衰老的跡象。
這項研究引發(fā)了“換血療法”的研究熱潮，從那時起，科學(xué)家們開始研究年輕人的血液中是否含有某些特殊分子，可以作為人類的“青春之泉”，從而實現(xiàn)“返老還童”。
2023年7月27日，杜克大學(xué)、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院以及抗衰老研究公司Altos Labs的研究人員合作，在Nature 子刊 Nature Aging 上發(fā)表了題為：Multi-omic rejuvenation and life span extension on exposure to youthful circulation的研究論文。
研究團(tuán)隊將年輕小鼠和年老小鼠進(jìn)行了3個月時間的異體共生（HPB）連接，并在解除連接后繼續(xù)觀察了2個月時間。結(jié)果顯示，這一操作讓老年小鼠的生理功能得到了改善，還將其壽命延長了10%，其血液和肝臟的表觀遺傳年齡也到了顯著降低，而且這種返老還童效果在2個月后仍持續(xù)存在。
該研究揭示了長期異體共生（HPB）導(dǎo)致持久的表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄組重塑，最終實現(xiàn)對壽命和健康壽命的延長，以及對健康的改善作用。
Steve Horvath博士是抗衰老領(lǐng)域最具國際知名度的專家之一，他在2013年率先提出并設(shè)計了“表觀遺傳時鐘”，通過DNA甲基化情況追蹤人類和其他哺乳動物的生物學(xué)年齡，為衰老生物學(xué)研究提供了極為重要的工具。2022年，Steve Horvath 博士加入了抗衰老研究公司Altos Labs。
幾年前，Steve Horvath 在一次采訪中表示，年輕的血液是最有可能實現(xiàn)延緩衰老。年輕的血液對表觀遺傳時鐘有著很強(qiáng)的影響。
Steve Horvath 也是這項發(fā)表在Nature Aging 的論文的作者之一。
“異體共生”（Heterochronic parabiosis，HPB）是指兩個活體動物（一個年輕、一個年老）通過手術(shù)連接在一起，形成一個單一的共享循環(huán)系統(tǒng)的一種狀態(tài)。異體共生已被證明在功能上使某些小鼠組織恢復(fù)活力，但其對生物學(xué)年齡和長期健康的總體影響尚不清楚。
這項最新研究表明，異體共生在細(xì)胞水平上減緩了衰老過程，并將老年小鼠的壽命延長了10%。而且，兩個動物之間共享血液循環(huán)的時間越長，它們的連接斷開后，對老年小鼠抗衰老效果的持續(xù)時間也就越長。
論文通訊作者、杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理教授 James White 表示，這是第一項證據(jù)，證明異體共生可以減緩衰老速度，還能同時延長壽命和促進(jìn)健康。
之前的研究已經(jīng)證明，在異體共生三周后，對老年小鼠的組織和細(xì)胞具有抗衰老作用。這些研究發(fā)現(xiàn)，老年小鼠變得更加活躍和有活力，它們的組織也顯示出恢復(fù)活力的跡象。但這種抗衰老作用是短暫的還是可持續(xù)的呢？
為了進(jìn)一步驗證異體共生帶來的抗衰老效果是否能夠持續(xù)，研究團(tuán)隊將4個月大的年輕小鼠（相當(dāng)于人類18歲）和2歲的年老小鼠（相當(dāng)于人類50歲）進(jìn)行異體共生連接。這一次，他們不是像之前的研究那樣連接3周，而是連接了12周時間（這相當(dāng)于人類的8年時間）。
結(jié)果顯示，老年小鼠表現(xiàn)出改善的生理功能，其壽命比未進(jìn)行異體共生的小鼠延長10%。在細(xì)胞水平上，異體共生顯著降低了血液和肝臟組織的表觀遺傳年齡，并表現(xiàn)出與衰老相反的基因表達(dá)變化。即使在連接斷開兩個月后，其返老還童的效果仍然存在。
研究團(tuán)隊表示，異體共生的小鼠的轉(zhuǎn)錄組和表觀基因組譜顯示出一種介于衰老和年輕之間的中間表型，表明存在全身性的多組學(xué)返老返老效應(yīng)。此外，異體共生的老年小鼠表現(xiàn)出與衰老相反的基因表達(dá)變化。
這些研究結(jié)果表明，年輕個體受益于血液中的成分和化學(xué)物質(zhì)的混合物，這些成分和化學(xué)物質(zhì)有助于增強(qiáng)活力，而這些因素可能被分離出來，作為加速愈合、恢復(fù)身體活力、延長老年人壽命的療法。
James White 表示，這項研究提示我們，有必要探索年輕血液循環(huán)中的哪些因素導(dǎo)致了這種抗衰老現(xiàn)象。推動這一年輕化趨勢的因素很重要，但我們目前還不清除，究竟是蛋白質(zhì)、代謝物，還是其他物質(zhì)發(fā)揮了作用？是年輕小鼠提供了新的細(xì)胞，還是年輕小鼠只是緩沖了舊的、促進(jìn)衰老的血液？這些都是接下來的研究中亟待解答的問題。
值得一提的是，2023年4月21日，該研究團(tuán)隊在 Cell Metabolism 上發(fā)表了題為：Biological age is increased by stress and restored upon recovery 的研究論文【3】。
這項研究通過“異體共生”表明，生物學(xué)年齡是“可流動的”，可以在兩個方向上都表現(xiàn)出快速變化（生物學(xué)年齡的增加或減少），人類和小鼠的生物學(xué)年齡（Biological Age）在各種形式的壓力下會迅速增長，而從壓力中恢復(fù)過來后，這種增長會逆轉(zhuǎn)。根據(jù)多個獨立的表觀遺傳衰老時鐘評估，這些逆轉(zhuǎn)發(fā)生在相對較短的幾天或幾個月的時間內(nèi)。
論文共同通訊作者、杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理教授 James White 表示，之前有研究暗示了生物學(xué)年齡短期波動的可能性，但這種變化是否可逆仍未被有效探索。更關(guān)鍵的是，這種變化的觸發(fā)因素仍然未知。而這項最新研究發(fā)現(xiàn)了生物學(xué)年齡的波動和可塑性，挑戰(zhàn)了長期以來生物學(xué)年齡在生命歷程中只會單向增長的概念。
論文鏈接：
1. https://www.nature.com/articles/nature03260
2. https://www.nature.com/articles/s-9
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