如果青春的秘密仅仅是改变饮食那么简单,那听起来就像是科幻小说(或者像是互联网上著名的营养影响者发布的帖子)。然而,哥本哈根大学的研究人员已经证明,改变干细胞的“饮食”可以显著增强其功能,使它们表现得像更年轻、更健康的版本。
这项研究揭示了通过改变胚胎干细胞(ESC)可用的糖类型,不仅能够改善其健康状况,还能增强其分化为特定细胞如肝细胞、皮肤细胞或神经细胞的能力。
“我们展示了通过改变饮食,干细胞可以恢复活力并变成‘超级干细胞’。这迫使它们以不同于平常的方式代谢能量,从而重新编程干细胞,”第一作者罗伯特·博恩说。
“真正令人惊讶的是,它们不仅在分化方面表现更好,而且在长时间内保持健康的能力也比标准培养条件下的干细胞更强。而且这种方法相对简单,”通讯作者乔舒亚·布里克曼补充道。
代谢奇迹
秘诀在于将细胞培养基中的常见糖——葡萄糖替换为半乳糖。这种简单的替代阻止了细胞遵循其通常的能量途径,并迫使它们依赖氧化磷酸化——这是一种更高效但较少使用的代谢途径。
这种转变激活了细胞中的多种变化,包括激活与细胞衰老相关的蛋白质。结果,负责读取DNA指令的重要蛋白质开始更有效地结合,使得DNA的整体组织更加精确。这就像从广播传输中移除大量静电一样:重要的指令得以更清晰地传递。
这些“超级干细胞”不仅因为优越的表现而脱颖而出,而且在长期健康方面也优于在传统葡萄糖丰富的条件下生长的细胞。
对试管婴儿和再生医学的影响
这些恢复活力的干细胞最令人兴奋的潜在用途之一是在生育治疗中。研究发现,超级干细胞在形成类似于卵黄囊的组织方面特别有效,卵黄囊是一种早期胚胎结构,在体外受精(IVF)过程中对胚胎植入至关重要。
“我们希望改进IVF技术,开发一种使用相同代谢过程的培养方法。希望它可以在临床中作为胚胎培养方案的一部分,提高植入成功率,”布里克曼说。
除了生育治疗,该团队还看到了在治疗与年龄相关的疾病和组织退化方面的潜力,例如帕金森病、糖尿病、骨质疏松症甚至充血性心力衰竭。
“既然我们现在有了一个简单的手段来恢复细胞活力,我们希望研究这个方法如何适用于各种细胞类型。例如,我们能否使用这种饮食来恢复肝细胞或心脏细胞的活力,并用它们来治疗患有充血性心力衰竭或肝硬化的患者?”布里克曼说。
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