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成功了！美科學家發(fā)現(xiàn)：造血干細胞可以延長壽命12%

亞利桑那大學——神經科學與認知科學
低成本的恐怖電影里經常有類似這種的情節(jié)：大反派為了長生不老去吃小孩。
這種續(xù)命方法除了法律和道德問題之外，有效性上也有很大的缺陷。如果你作為一部這種電影里的主人公要去解開續(xù)命和吃小孩的矛盾，最好的辦法可能是對反派問一句：朋友，你聽說過造血干細胞嗎。
造血干細胞就像教師。他們培育一批特定專業(yè)的人才。這些人才在畢業(yè)后都被統(tǒng)一派往身體里工作最繁重，因此也是損耗最大的地方：血液。我們血液中的血紅細胞、白細胞，和血小板都是由造血干細胞分化而來的[1]。
當造血干細胞因為衰老而慢慢失去功能，血液中損壞的舊細胞就不再能被新細胞所頂替。老師退休造成人才缺失，重要的崗位招不到人只能停工。細胞組織慢慢的、一環(huán)扣一環(huán)的、接二連三的停止工作——這就是衰老。
2013年一篇著名的科學論文曾表示造血干細胞的老化是衰老的最重要的因素之一[2]。要針對這個因素，現(xiàn)在最主要的方法就是造血干細胞移植[3]。然而這個方法存在著巨大的缺陷。
造血干細胞就像莊稼。他們集中生長在農田里，收獲季節(jié)過后就產出就會變差。想要繼續(xù)收獲好的作物，就需要一把火把秸稈都燒掉，把田地空出來，播種新的莊稼。哺乳動物的這片農田就在骨髓里，放火燒掉秸稈空出田地，就是用致死量的放射線來摧毀骨髓中所有的舊造血干細胞[4]。
想象一下這發(fā)生在你體內
這種高劑量的放療會同時徹底破壞掉免疫系統(tǒng)，造成多種健康問題，并且極大的提高死亡率[5]。到頭來就成了想要研究造血干細胞怎么續(xù)命，首先得把實驗對象弄個半死，研究自然是進行不下去。
而這次一支來自美國的團隊就發(fā)明了一種無需進行放療的造血干細胞移植技術。利用這項新技術，科學家首次通過非藥物和基因的方式延長了小鼠的壽命[6]。這項研究于2020年2月3日發(fā)表于衰老研究期刊《Aging Cell》上。
這項移植技術基于一種新的思路：人為的趕走骨髓中的造血干細胞。哺乳動物體內的造血干細胞都集中生長在骨髓中，每天，它們中的1~5%會離開骨髓，在血液里游蕩。剩余的造血干細胞則被一種蛋白固定在了骨髓中，不僅如此，骨髓還會通過控制一種趨化因子（CXCL12）的濃度將造血干細胞困住。
科學家發(fā)現(xiàn)通過注射一種糖蛋白（G-CSF）可以激活骨髓中的蛋白酶，這些蛋白酶會定向分解和關閉掉用來固定造血干細胞的蛋白，從而使得造血干細胞可以自由移動[7]。不僅如此，此前還有研究發(fā)現(xiàn)利用一種趨化因子受體（CXCR4）的拮抗劑（AMD3100）可以改變特定趨化因子（CXCL12）的在骨髓內的趨化梯度，使得造血干細胞可以更順暢的離開骨髓進入血液[8]。
通過同時對小鼠在注射這兩種藥物，更多的干細胞會進入血液，骨髓也因此騰出了空間來接收新的造血干細胞。左：傳統(tǒng)造血干細胞移植技術，通過大劑量的放/化療來清除骨髓中的造血干細胞，然后植入新細胞。 右：新造血干細胞移植技術，通過引導骨髓中的造血干細胞進入外周血液來創(chuàng)造骨髓中的空間，然后植入新細胞。
通過這種方式，科學家在1個月后成功將老年小鼠體內~90%的造血干細胞替換成了年輕小鼠的造血干細胞。之后經過4個月的調節(jié)，老年小鼠體內的年輕造血干細胞比重穩(wěn)定在了77%。通過注射糖蛋白G-CSF和AMD3100（普樂沙福，輔助G-CSF的驅動造血干細胞功效）驅使老年雌性小鼠骨髓內造血干細胞移入外周血液，同時將年輕同系雌性小鼠的造血干細胞植入老年小鼠的外周血。此周期在一個月內重復7次。最終老年小鼠中新造血干細胞比重穩(wěn)定在~77%
通過記錄和分析，科學家發(fā)現(xiàn)移植后的小鼠壽命較普通小鼠延長了12%之多。除了壽命延長，移植后的老年小鼠每天吃得更多、體重不再衰減、衰老相關的特征減少、一切健康指標恢復到年輕小鼠水平。而后續(xù)的測試確認新的移植技術沒有對小鼠造成任何長期或短期的不良影響，健康續(xù)命大成功。通過新移植技術獲得年輕造血干細胞的老年小鼠壽命得到了延長。HSCT:造血干細胞移植， 藍色：接受移植的小鼠，紅色：新移植技術對照組（沒有接受年輕造血干細胞）黑色：傳統(tǒng)造血干細胞移植技術對照組移植后的老年小鼠每日食物攝入水平(c)和體重(d)都得到提升。HSCT:造血干細胞移植， 藍色：接受移植的小鼠，紅色：新移植技術對照組（沒有接受年輕造血干細胞）黑色：傳統(tǒng)造血干細胞移植技術對照組。
接下來為了確認這種移植技術能作為一種新的工具運用在未來的干細胞續(xù)命研究中，科學家觀察了移植后年輕造血干細胞的各種數(shù)值。最終確認所有干細胞功能上沒有任何異常，依然在按照年輕的狀態(tài)運作。移植后小鼠和多個對照組中T細胞（CD3e）、B細胞(B220)，和骨髓樣細胞(Myeiold)在外周血液中的分部對比. 縱軸：白細胞亞型/全部白細胞亞型*100小鼠骨髓中LSK細胞(一種小鼠造血干細胞的早期形態(tài))的布對比。結合之前數(shù)據(jù)，表明年輕造血干細胞維持了自身的系譜表型并有效改善了老年小鼠因衰老導致的系譜表型變化。
小結：
這是科學家首次通過細胞治療的方式健康的延長了小鼠壽命。也是首次為造血干細胞移植延壽的思路提供了證據(jù)支持。不過興奮之余，我們還是要冷靜理性的來看待這項研究。首先，它是一項動物實驗，不論結果如何，它離人類的臨床運用還有很遠的距離。其次，這項實驗的重點不在于它成功的給小鼠續(xù)了命，因為我們現(xiàn)在有很多藥物，基因手段都能在動物實驗中實現(xiàn)續(xù)命，這種例子作為時光派讀者的你一定隨便就能說出好幾個。這項實驗的重要性在于它為今后造血干細胞續(xù)命的研究提供了一個強力工具。
像這樣令人驚喜的研究正在慢慢豐富我們對衰老的理解，引導著我們從一個續(xù)命只能靠吃小孩的盲目低效錯誤的廉價恐怖片時代走向科學有效的續(xù)命之道。