蠕虫也许掌握着长寿的秘密

对蠕虫非凡的再生能力的研究,以及它们对对抗疾病的见解,可以帮助人类活得更长寿、更健康。
2018年7月12日

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扁虫的再生能力为人类如何再生组织提供了一个模型。

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对蠕虫非凡的再生能力的研究,以及它们对对抗疾病的见解,可以帮助人类活得更长寿、更健康。

长久以来,人类一直梦想着找到永葆青春的秘诀,但尽管生活条件的改善和现代医学的发展给我们带来了好处,时间仍然无情地折磨着我们的身体。

虽然今天人们的寿命比以往任何时候都长,但与年龄有关的疾病,如痴呆症和其他神经退行性疾病,剥夺了人们健康进入老年的机会。

但是研究人员有一个对抗衰老过程的秘密武器——不起眼的蠕虫。扁虫有能力在失去身体的大部分后重新长出来。与此同时,蛔虫可能掌握着对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衰老过程和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生活在亚得里亚海潮汐沙中的扁形虫(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,在多次截肢后,这些蠕虫往往活得更久,这表明再生过程中的某种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(University of Groningen)的干细胞研究员尤金·别列兹科夫(Eugene Berezikov)教授和他的团队试图通过切断蠕虫的头部来诱导再生,从而进行进一步的研究。

然而,他们的发现似乎与早期的研究相矛盾——在多次截肢后,扁虫的存活率比完整的蠕虫低。但与之前的研究结果有另一个主要的不同之处——无论是截肢的蠕虫还是没有截肢的蠕虫,它们的寿命都比之前研究中看到的200天的平均寿命更长。

许多别列济科夫教授的蠕虫在长达740天的时间里仍然活着,其中包括大约70%的完整蠕虫。别列济科夫教授解释说,这违背了小生物寿命较短的趋势。

他说:“大口动物非常小,大约1毫米,所以它能活两年多,这是一个巨大的异常值。”通常,这种体型的生物预计只能活几个星期。

自然长寿

Berezikov教授推测,这些蠕虫可能天生就很长寿,寄生虫可能已经污染了早期研究中使用的蠕虫。在之前的研究中,当它们被切除时,蠕虫可能活得更久,不是因为它们恢复了活力,而是因为切除了它们不受欢迎的客人。

为了进行更深入的研究,Berezikov教授和他的同事们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它长寿的可能解释——一些基因在老年蠕虫中更活跃。这些基因在人类身上也有发现,它们参与了与细胞健康有关的各种过程,其中一些基因在老鼠和线虫体内极度活跃时,对寿命有益秀丽elegan年代。

别列济科夫说,这是一个很好的例子,说明我们从一种东西开始,最终得到了完全不同的东西。“我们发现了一些更值得注意的事情,我们认为——这只动物是一个玛士撒拉,有自然机制来抵消衰老。”

如果研究人员发现延长的寿命确实取决于再生,那么这些结果也可能更容易转化为潜在的人类治疗方法。目前,MacModel背后的研究人员仍在试图揭示这些基因是如何延长蠕虫的寿命的,然后才能将它们用于帮助开发延长人类寿命的治疗方法。

MacModel研究人员还为M. lignano制作了高质量的带注释的基因组序列,以及Berezikov教授认为为进一步研究干细胞和衰老创造了强有力的模型的其他遗传修饰工具。

然而,他警告说,这些技术可能需要10年才能应用于人类。首先,研究小组希望在与人类更相关的模型物种(如短命鱼Nothobranchius furzeri(鳉鱼)和老鼠)中测试他们在M. lignano中发现的基因。

但蠕虫不仅具有潜在延长人类寿命的能力,它们还可能提供如何提高生命质量的经验。一个名为repworm的研究项目正在利用蠕虫研究重编程细胞,以再生大脑和神经组织,试图治疗阿尔茨海默病和肌肉萎缩症等疾病。

该项目背后的研究人员正在使用线虫或蛔虫,C。线虫这些物种的基因数量与人类相似,大约有2万个,其中一半以上与人类相同。

reworm项目的首席研究员、德国柏林Max delbr中心的研究员Baris Tursun博士和他的团队筛选了该蠕虫的全部2万个基因。他们的目的是找出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使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

该分析确定了大约160个基因似乎在阻止细胞命运重编程中发挥作用。随后在一种被称为成纤维细胞的人类细胞中对这些基因进行的测试表明,其中一些基因在人和动物的细胞重编程中起着屏障的作用C。线虫

研究人员现在正计划测试更多他们发现的阻断基因C。线虫看看它们是否也能应用于人类细胞。

但Tursun博士说,安全问题需要调查,因为目前尚不清楚以这种方式重新编程的细胞在移植回人体后的表现如何。例如,它们可能会不受控制地复制形成肿瘤。

“我认为我们还需要几年的时间才能接近它,”图尔森博士补充道。但他说,看到这些微小生物的发现如何扩展到人类细胞是令人兴奋的。

他解释说:“这个概念是利用这种强大的小蠕虫作为一种策略,在体内(活的有机体中)工作,并通过遗传学来寻找机制、原理和概念,我们也可以真正应用于人类细胞。”

加雷思·威尔默著

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