蠕虫可能拥有延长寿命的秘密
研究蠕虫的显着再生能力以及它们对抗疾病的见解可以帮助人类更长寿,更健康的生活。人类一直梦想找到永恒青春的秘诀,但尽管有更好的生活条件和现代医学的好处,时间仍然会对我们的身体造成不可挽回的影响。
虽然今天的人们比以往任何时候都活得更久,但是与老年痴呆症和其他神经退行性疾病等年龄相关的疾病会使人们有机会过上健康的生活。
但研究人员在与衰老过程的战斗中拥有秘密武器 - 谦卑的蠕虫。扁虫在失去它们后能够重新生长大部分身体。与此同时,蛔虫可能拥有抵抗阿尔茨海默病等神经退行性疾病和肌肉萎缩症等疾病的秘密。
科学家们将这些生物视为关于衰老过程以及我们如何再生组织的潜在线索的丰富来源。
在一个名为MacModel的项目中,研究人员正在使用通常发现生活在亚得里亚海潮汐沙中的扁虫Macrostomum lignano来研究衰老机制。先前的研究发现,这些动物具有非凡的再生能力,并且在反复截肢后蠕虫往往会存活更长时间,这表明再生过程中的某些东西也使它们恢复了活力。
MacModel的首席研究员,荷兰格罗宁根大学干细胞研究员Eugene Berezikov教授和他的团队试图通过切断蠕虫的头部来进一步调查以诱导再生。
然而,他们的研究结果似乎与早期的研究相矛盾 - 在多次截肢后,与完整的蠕虫相比,扁虫的存活率下降。但是早期的研究结果还存在另一个主要差异 - 这两种蠕虫都经历了截肢,而那些不能活得比上一次研究中看到的200天寿命中位数更长的蠕虫。
Berezikov教授的许多蠕虫在经历了740天之后仍然活着,包括大约70%的完整蠕虫。Berezikov教授解释说,这违背了小生物短命的倾向。
他说,'Macrostomum非常小,约1毫米,因此它可以存活超过两年,这使它成为一个巨大的异常值。通常情况下,这种大小的生物通常只能活几周。
自然是长寿的
Berezikov教授推测,这些蠕虫可能是自然长寿的,寄生虫可能已经污染了早期研究中使用的蠕虫。当他们被截肢时,蠕虫可能在之前的研究中活得更长,不是因为他们恢复了活力,而是因为切割根除了他们不受欢迎的客人。
为了更深入地探究,Berezikov教授和他的同事深入研究了这种蠕虫的基因组,现在他们相信他们已经找到了长寿的可能解释 - 一些在老蠕虫中更活跃的基因。这些基因也存在于人体中,它们参与负责细胞健康的各种过程,并且已知一些基因在小鼠和线虫蠕虫线虫(Caenorhabditis elegans)中极其活跃时有益于寿命。
“这是一个非常好的例子,说明我们从一件事情开始到最终的完全不同的东西,”别列兹尼科夫教授说。我们发现,我们发现一种更为引人注目的东西 - 这种动物是具有抵抗衰老的自然机制的玛土撒拉。
结果也可能比研究人员发现延长的寿命确实降至再生更容易转化为对人类的潜在治疗。目前,MacModel背后的研究人员仍在试图揭示这些基因如何在蠕虫中延长寿命,然后才能用于帮助开发治疗以延长人类生命。
MacModel研究人员还为M.lignano生成了高质量的注释基因组序列,以及Berezikov教授认为已经为进一步研究干细胞和衰老创建了一个强大的模型的其他遗传修饰工具。
然而,他警告说,这些可能需要十年才能用于人类应用。首先,研究小组希望测试其在特定的基因M. LIGNA没有更多相关的人类模型的物种,如短命的鱼弗氏假鳃鳉(鳉鱼)和小鼠。
但是,蠕虫不仅具有潜在延长人类生命的能力,它们还可以掌握如何提高其质量的经验教训。一项名为REPROWORM的研究项目正在利用蠕虫来研究重编程细胞以再生脑和神经组织,以试图治疗阿尔茨海默病和肌营养不良等疾病。
该项目背后的研究人员正在使用线虫或蛔虫C.elegans物种,其具有与人类相似数量的基因 - 约20,000 - 其中一半以上具有人类等同物。
REPROWORM的首席研究员,德国柏林MaxDelbrück中心的研究员Baris Tursun博士及其团队筛选了所有20,000个蠕虫的基因。他们的目的是鉴定可能在阻止细胞重编程中起作用的特定基因。他们希望关闭这些基因可以让细胞转化为修复受损组织所需的其他细胞类型,如干细胞和神经元。
克服障碍
该分析确定了约160个似乎在阻断细胞命运重编程中起作用的基因。在一种称为成纤维细胞的人类细胞中对许多这些基因进行的后续测试表明,这些基因中的一些具有作为人和秀丽隐杆线虫中细胞重编程的屏障的作用。
研究人员现在正计划测试他们在秀丽隐杆线虫中发现的更多阻断基因,看看它们是否也适用于人体细胞。
但是,有些安全问题需要进行调查,因为仍然不知道以这种方式重新编程的细胞在移植回人体后会表现得如何,Tursun博士说。例如,它们可能无法控制地复制以形成肿瘤。
“我认为需要几年时间才能接近它,”图森博士补充道。但他说,看到这些小动物的发现如何扩展到人体细胞是令人兴奋的。
“这是一个使用这个伟大的小蠕虫作为一项战略体内工作(在一个活的有机体)的概念,并做了很多遗传学发现,我们也能真正适用于机制,原则和概念的人类细胞,”他解释说。
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