这起初是一个疫情时期的科学项目。2020年，在COVID封锁期间，斯坦福医学院干细胞操作高级科学家乔斯·多门(Jos Domen)正在寻找一些有趣的事情，可以与他十几岁的女儿一起在家进行研究。
多门决定将这一特殊时期转化为一个可以共同探索的实践研究项目。
他认为，将起搏器应用于一群海鞘的小型心脏可能会产生有趣的结果。
他的妻子，先天性心脏外科医生金伯利·甘迪(Kimberly Gandy)，知道该使用哪种设备。随后的发现成为了近期衰老研究中最为出人意料的成果之一。
短暂的电刺激脉冲在海鞘中产生了显著而持久的再生效果，使它们体型变大、更健康、繁殖力更强，且寿命显著延长。
一次治疗的效果可持续数月。随着时间推移重复进行，这一过程在四年多的时间里保持了类似的效果。
海鞘与人类生物学
海鞘是小型、胶状、色彩鲜艳的海洋生物，外观略似花瓣。
它们似乎不是人类生物学的明显替代品。但它们与我们共享约70%的遗传物质，这是源自大约5亿年前共同祖先的遗产。
使它们特别适用于衰老研究的是它们与干细胞的关系——身体的"主力建筑师"。
干细胞能够自我更新并成熟为身体所需的任何类型细胞。
海鞘大约每周重建其全部身体组织，这使得干细胞活动异常容易观察。
实际上，海鞘仅在干细胞衰老时才会衰老。观察这一过程跨越一千多次再生周期，为斯坦福研究人员提供了干细胞衰老如何工作的详细图景。
电脉冲的作用
起搏器实验始于好奇：提高或更好地协调海鞘的心率是否会影响它们的生理机能。
群体中的每个个体都有自己的心脏，它们协同工作以使血液在共享系统中循环。
随着电脉冲增加心率，血液流动更加自由。48小时内，整个群体看起来更加健康。
在随后的几天里，单个海鞘体型变大，颜色变浅。它们生长更快，繁殖能力增强，这些都是生理年轻的标志。
研究团队不断优化实验，直到找到最佳方法：三轮五分钟的脉冲。然后，他们分别在治疗后立即和24小时后分析了基因表达。
他们观察到了一个显著的模式，称之为"重启与反弹"。许多基因首先被关闭，然后重新激活。
海鞘受到刺激后受影响的某些相同基因，也是人类在剧烈运动后受到影响的基因——先是压力和炎症的迹象，然后是修复和增强的迹象。
作用机制
"这种治疗为干细胞'重新充电'，"斯坦福大学生物学助理教授艾莱特·沃斯科博伊尼克(Ayelet Voskoboynik)说。
"理解这一机制是解锁我们如何有一天能够减缓干细胞衰老并触发再生途径的关键。"
研究人员关于这一机制如何实际工作的假设集中在线粒体上——细胞内产生能量的结构，已知随着生物体衰老，其功能会下降。
电刺激似乎以一种恢复线粒体效率的方式作用于这些线粒体，本质上是重新训练细胞的能量网络，使其像在较年轻的组织中那样运作。
研究人员使用的类比是一条跨接电缆。正如外部电流可以将停跳的心脏电击回正常节律，精确调谐的生物电脉冲似乎也能对耗尽的线粒体产生类似的效果。
未来研究方向
使研究人员特别有信心的一个细节是，研究中使用的电刺激类型并非实验性的。
这是多年来一直用于人类以调节心律的同一类型。
这一发现为进一步研究开辟了几个不同的方向。
其中之一是海洋保护。向珊瑚礁提供相同类型电刺激的小型无线设备，可能会增强海洋生物的免疫系统。
这将使它们更能抵御目前正在全球范围内摧毁珊瑚礁的变暖和酸化海水。
医学意义
"一个显而易见的问题是，这能否应用于人类，"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体，如可以用类似方式刺激的血液干细胞。"
血液干细胞是整个血液和免疫系统的来源。它们随着年龄的增长而衰退，导致从贫血到免疫功能障碍再到癌症风险增加等一系列状况。
一种使它们恢复活力的方法将具有重大意义。海鞘中发生的情况与人类干细胞衰老过程之间的相似之处足以让研究人员认为存在可行的路径。
"这对提高人体内干细胞的存活率、治疗生育能力以及一系列其他应用具有巨大潜力，"甘迪说。
"我们没有理由相信这在人类身上是不可能的。有一条明确的途径可以通往临床应用。"
研究团队继续致力于理解所涉及的确切机制——电刺激逐步做了什么，以产生比治疗本身持续数月甚至数年的效果。
该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。
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