哈佛科学家发现六种化学物质可以逆转人类细胞的衰老过程。（图片来源：CC BY-SA 4.0）
生命依赖于信息的储存和传递。在复杂的生物体中，这种信息主要以两种形式存在：基因组和表观基因组。虽然遗传信息在一生中基本不变，但表观基因组是动态的，会响应环境因素和衰老的影响。
衰老是由多种生物学过程引起的，包括基因突变、细胞损伤和表观遗传信息的丢失。研究表明，随着细胞失去表观遗传指令，它们会发生基因表达的变化，导致细胞身份的丧失。这个过程驱动了许多与年龄相关的疾病，如神经退化、代谢紊乱和心血管疾病。
细胞衰老与重编程
衰老的一个重要特征是细胞衰老（cellular senescence），即细胞停止分裂的状态。衰老细胞通过释放炎症分子和活性氧加速组织功能障碍，从而加快衰老进程。DNA损伤、端粒缩短和氧化应激等因素触发了这一状态，使其成为潜在的抗衰老疗法的关键目标。
哈佛大学研究人员利用NCC报告系统监测细胞衰老。该系统整合到人类成纤维细胞中，信号显示在静止的成纤维细胞中。（图片来源：Aging杂志）
科学家们一直渴望找到一种方法，在不引起有害突变或癌症的情况下，重置细胞的年龄。早在1960年代的实验表明，成年细胞核含有创建新生物体所需的所有信息。2006年，研究人员确定了一组四个转录因子——OCT4、SOX2、KLF4和c-MYC（OSKM），这些因子能够将成年细胞转化为诱导多能干细胞（iPSCs）。这些iPSCs可以转变为任何类型的细胞，从而为恢复老化组织带来了可能性。
然而，早期使用OSKM的实验引发了担忧。当这些因子高水平表达时，会导致不受控制的细胞生长，进而形成肿瘤。后续研究发现了一种更安全的方法：使用修改后的三个因子（OSK）或短时间应用OSKM。这种方法成功地在不引起癌症的情况下恢复了组织功能，改善了视神经、肾脏和肌肉等器官的功能。
化学抗衰老突破
尽管基因方法显示出潜力，但将OSK安全地传递给人类组织仍然是一个挑战。当前的方法涉及通过病毒载体或脂质纳米颗粒引入遗传物质，这两种方法都有缺点，包括高成本和潜在的免疫反应。科学家们一直在寻找化学替代品——能够模仿OSK效果的小分子，而不改变DNA。
哈佛研究人员最近在这个领域取得了重大进展，并在《Aging》杂志上发表了他们的研究成果。他们使用高通量筛选方法，发现了六种化学物质可以在人类和小鼠皮肤细胞中逆转细胞衰老。这些化合物在不到一周的时间内恢复了年轻的基因表达模式，并逆转了生物年龄。
“这是一个突破”，哈佛医学院分子生物学家David Sinclair博士说，他是这项研究的共同作者之一。他认为这些发现标志着向“负担得起的全身年轻化”迈出了重要一步。
研究团队采用了两种尖端技术来测量衰老：基于转录的衰老时钟和核质区室化（NCC）分析。NCC是随着年龄增长而下降的基本细胞过程，这会导致组织功能障碍。通过恢复NCC，研究人员有效地逆转了衰老的关键标志。
OSK介导的部分重编程改善了细胞衰老的特征。（图片来源：Aging杂志）
这些化合物的效果与2019年的一项再生治疗研究相当，后者也专注于恢复表观遗传信息。Sinclair预测：“这一新发现提供了逆转衰老的潜力，从改善视力到有效治疗与年龄相关的疾病，只需服用一颗药丸即可。”
争议与未来挑战
尽管人们对这些发现感到兴奋，但一些专家敦促谨慎。生物老年学家Matt Kaeberlein承认筛选方法的潜力，但他认为该研究缺乏足够的动物模型验证。他强调需要进一步研究，以证明实际的好处，如改善健康或延长寿命。
新陈代谢研究员Charles Brenner对研究中的三种化合物提出了担忧：干扰糖原代谢的CHIR99021、抗抑郁药Tranylcypromine和用于治疗双相情感障碍的丙戊酸，后者可能具有肝毒性。
“这些化合物单独或联合使用通常是不安全的”，Brenner警告说。他还指出，类似的化学方法早在2013年就已经被探索过，这意味着该研究的主张并不完全新颖。
尽管存在批评，这项研究仍然代表了开发实用抗衰老疗法的重要一步。化学重编程提供了一种比基因干预更安全、更易获得的替代方案，可能为恢复青春和对抗与年龄相关疾病的治疗铺平道路。
“青春之泉”的概念几个世纪以来一直吸引着人类。虽然没有神话中的泉水可以阻止衰老，但科学正在逐步揭开决定寿命的生物学机制。随着研究的继续，逆转衰老的梦想有一天可能会成为现实。
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