皮肤的时代The Age of Skin

环球医讯 / 干细胞与抗衰老来源:today.umd.edu美国 - 英语2025-01-31 18:00:00 - 阅读时长11分钟 - 5032字
本文讲述了细胞生物学和分子遗传学教授Kan Cao如何通过研究一种致命加速儿童衰老的罕见病——早衰症,发现了甲基蓝这一化合物对皮肤细胞健康的积极影响,从而开发出具有抗衰老效果的护肤品,并探讨了这一发现对未来皮肤健康研究的重要意义。
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皮肤的时代

皮肤的时代

研究者对一种致命加速儿童衰老的疾病的研究,带来了可能帮助我们所有人看起来更年轻的发现。

作者:John Tucker 发表时间:2025年1月31日

细胞生物学和分子遗传学教授Kan Cao(曹侃)发现了一种名为甲基蓝的化合物,它可以保持皮肤细胞的健康。

照片由John T. Consoli提供

“时间或许是一个伟大的治愈者,但它是糟糕的美容师”,这句话放在今天会让人感到震惊。如今,在护肤品通道中,8岁的女孩们已经开始寻找抗皱产品,催生了#SephoraKids这一标签。“皮肤影响者”充斥着我们的社交媒体,评论着120美元的去角质垫和325美元的面霜,这些都成为了我们日常护肤程序的一部分。在TikTok上,滤镜可以将我们饱经风霜的脸变成令人毛骨悚然的真实青少年版本。

对于成长于自拍时代并在Zoom上生活的一代人来说,追求年轻肌肤从未像现在这样极端,却又如此被接受。最近的头条新闻包括“Z世代已经开始担心变老”、“我宁愿死得漂亮也不愿活得丑陋”以及“金·卡戴珊愿意‘吃粪便’来保持年轻”。据一些预测,全球护肤品市场将在未来八年增长67%,接近2000亿美元。

自从曹侃创立Mblue Labs以来,其标有“Bluelene”的护肤品每年销售额已超过100万美元,并获得了美国商会的赞誉。

虽然我们无法阻止衰老,但商业机会主义者总是推销神奇的古铜色粉、精华液和爽肤水,以抵御它对面部的影响,有时基于可疑的科学。然而,随着技术的进步,一些基于研究的公司也出现了,它们带来了真正的承诺。

Mblue Labs成立于2018年的马里兰大学,推出了含有150年历史的抗氧化剂甲基蓝的产品,这种化合物可以渗透到皮肤细胞内部,延长细胞寿命,似乎减缓了外部的老化迹象。

Mblue表示其客户遍布42个国家。曾出演《创智赢家》的Kevin Harrington为其旗舰面霜代言。今年9月,美国商会将Mblue评为美国百强小型企业之一,称赞其“基于严格科学研究的突破性皮肤健康技术”。

背后的科学家是马里兰大学细胞生物学和分子遗传学系的教授曹侃。自首次在培养皿中使用甲基蓝增强皮肤细胞以来,她已成为全国知名的皮肤老化专家。

但曹侃在这一发现之初并不是为了帮助50岁的人看起来30岁。她是为了拯救那些出生时患有罕见遗传病的孩子们。

早衰综合症

早衰综合症(Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome),简称早衰症,在古希腊中意为“过早衰老”。患有这种疾病的儿童在出生时看似正常,但随后皮肤变得像老年人一样布满静脉和皱纹。其他症状包括鹰钩鼻、小下巴、脆弱的关节、硬化的动脉以及头发和体脂的丧失。

这是一种致命的疾病。患有早衰症的孩子平均寿命只有14岁,通常死于心脏病或中风。这些症状在幼儿时期出现,使困惑的父母四处寻求答案,直到最终得到这个令人心碎的诊断。

对于15岁的Carlos Silva来说,这个消息是在他3岁时传来的,那时他的头发开始脱落,皮肤在某些地方看起来像是被烧伤了一样。“从小我就知道,因为人们总是盯着我看,”他说,“母亲从小就告诉我,我是不同的,但不应该感到羞耻。”然而,“最难的是别人的反应”,他承认。许多人问他是否得了癌症。

这种疾病非常罕见。全世界估计只有约400例,其中美国已知有13例。不出所料,医学界并没有优先考虑它。然后在1999年,一位来自马萨诸塞州的医生,其儿子患有该病,共同创立了早衰症研究基金会,以寻求治疗方法。该组织安排患者捐赠皮肤细胞用于科学研究。这引起了Francis Collins的关注。

在现代遗传学领域,Collins是该领域的佼佼者。他是美国国立卫生研究院任职时间最长的主任,跨越三届总统任期,领导团队在2003年绘制了人类基因组图谱。那时,他已经遇到了两位早衰症患者,他们的故事感动了他,他决心寻找治疗方法,甚至可能是治愈方法。

他的实验室确定了导致该病的基因突变,但问题仍然存在。在人体超过20,000个基因中,一个基因中的单一“拼写错误”——将DNA的一个化学构建块从字母C换成另一个叫T的——会导致有毒蛋白质被派送到细胞核,造成严重破坏。

Collins的下一步是雇佣一位研究人员找出为什么早衰症细胞会迅速恶化:一位名叫Kan Cao的年轻细胞生物学家。

镇江女孩的成长

曹侃在江苏省镇江市长大,距离上海西北约150英里。她经常坐在从事传统中医的祖父身边,看他调配自制药方,止血和降压。在附近大学的第一年,她愉快地观察秋天的落叶和绿草的生长。她决定研究生命机制。

2005年,曹侃获得约翰霍普金斯大学博士学位后,提交简历申请Collins实验室的博士后职位,研究糖尿病,但他反而给她介绍了一个她知之甚少的疾病——早衰症。然而,早衰症似乎能满足她对细胞变化的兴趣,与Collins合作也让她很容易接受了这份工作。

曹侃深入分析早衰症皮肤细胞,通过“精心设计和出色执行”的实验迅速取得成果,Collins如是说。她是第一个发现早衰症细胞不能干净分裂的人,产生连在一起的女儿细胞,核功能失调。她还发现普通人可以产生微量的早衰症蛋白,这一发现引发了一些关于它是否对正常衰老有贡献的问题。

曹侃参加了早衰症会议,结识了患有该病的孩子们。“感觉像一个大家庭”,她回忆道,这激励她更加努力工作。尽管如此,她避免情感上的依附,提醒自己保持距离。她还试图避免内疚感。毕竟,她逐渐取得的进展还不足以延长已经患病的青少年的生命。“他们都是天使”,她说,“我不想感到唯一负责。”

2010年,当曹侃来到马里兰大学时,她已经成为全球早衰症研究的领导者,但她听到了批评者质疑她对如此小众人群的投入。获得资助资金也颇具挑战。尽管如此,她说:“我对职业选择从未有过怀疑。”

当时,大多数早衰症研究集中在细胞核,那里有毒蛋白和大部分遗传物质。有一天,曹侃决定探索线粒体,它为身体细胞提供能量。在她的实验室里,她通过显微镜看到一些奇特的现象。

健康的线粒体像一条长长的虫子,有许多褶皱,为化学反应提供表面积。但在她的显微镜下,早衰症扭曲的线粒体短而肿胀,没有褶皱。如果能找到帮助它的药物,或许能为患者带来更显著的改善。她尝试了几种化学物质,但没有成功。最终,她选择了已知的线粒体催化剂甲基蓝,它可以捕捉游离电子。

两周后,一名学生叫她来看培养皿。“这太疯狂了”,他说,“细胞看起来好多了。”

曹侃亲自查看,注意到通常变形的细胞核,看起来像爆米花核,在甲基蓝的作用下恢复成了健康的球形。

更大的惊喜出现在控制组的正常皮肤细胞中,这些细胞也被注入了甲基蓝。

美丽的化合物

它那蓝色的色调如同卡普里岛的海洞或冬日黄昏。甲基蓝于19世纪在德国作为疟疾药物开发出来。后来,时装设计师发现可以用它作为织物染料。如今,你可以在亚马逊上订购它作为鱼缸抗菌剂。

曹侃从未预料到它对健康皮肤细胞的影响。应用后,能量生产激增。原本只能存活三个月的细胞突然活了四个月。她的研究从此分为两条轨道:甲基蓝对早衰症细胞和正常皮肤细胞的影响。前者因新研究指向治愈而告一段落,后者则取得了进展。曹侃使用3D生物打印机创建了一个多层皮肤样本,从胡萝卜素到结缔组织一应俱全,然后应用催化剂。结果令人振奋。甲基蓝刺激皮肤增殖,扩展厚度,更快愈合伤口。它启动了胶原蛋白和弹性纤维的生成,这些成分使皮肤保持丰满和光泽。

曹侃迅速撰写了一篇论文,《甲基蓝对人类皮肤长寿的抗衰老潜力》,并于2017年发表在《科学报告》上,打算回到早衰症研究。

然而,电话纷至沓来。记者要求评论,包括《魅力》杂志的记者。女性直接联系她。“你们会做面霜吗?”一位女士问。“快点,我已经七十岁了!”

化妆品的想法似乎与她的原则相冲突。“我是一名研究员和教授!”她想。“我在做我的科学研究!”她的同事们正在商业化抗癌药物,而不是面霜。两个孩子在中学,她还担心投资的财务风险。

然而,她的研究团队鼓励她重新考虑,曹侃思考了这个想法。在致力于少数患者12年后,这或许是她帮助更多人的机会。更重要的是,她想到,“这可能有助于我们了解人类衰老的一般过程。”

她参加了一个在线课程,学习护肤品配方,然后在家里订购基础乳化剂,混合甲基蓝。她将混合物涂抹在脸上,喜欢效果。一天,她来到实验室,分发标有“魔法面霜,曹实验室”的罐子。几周后,学生们要求更多。

曹侃联系了UM Ventures,帮助研究人员推出基于实验室发现的产品。护肤品市场饱和,曹侃被告知,但她的分子配方是独特的。在获得专利后,她开始忙碌起来,填写订单,包装面霜,跑邮局。“她没有明星架子”,UM Ventures的创业发展总监Alla McCoy MBA说道。

曹侃需要一位CEO,UM Ventures将她与拥有健康和美容背景的Jasmin El Kordi a’83配对。“这是一个全新的东西”,El Kordi回忆道,将其与许多听起来异国情调但最终失败的护肤品区分开来。“它们的成分包括藻类、兰花油或从巴西树中提取的化合物,但不易获得专利。没有深入研究实际皮肤细胞的科学。”

到2018年中期,曹侃的企业正式成立。她称之为Mblue Labs,即Magic Blue的缩写。其首款面霜在亚马逊上大受欢迎,三个月内售出近1000单位。此后,该公司推出了九款针对男女所有年龄段的产品,品牌名为“Bluelene”,其中20%在梅西百货等实体店销售,年销售额超过100万美元。

Carlos Silva的生活

有时,Carlos Silva看着自己瘦骨嶙峋的手指,想起自己与其他男孩不同。他最近退学了,因为他无法忍受欺凌。他现在在家上学。

然而,在其他方面,他是一个典型的青少年。他为红袜队欢呼,建造了一列乐高火车。他憧憬着科学或法律的职业生涯。他称自己的生活“很棒”。

他对早衰症患者的平均寿命并不担忧,他已经超过了15岁。“每个人都是不同的个体”,他说,“早衰症不应该决定你的生命何时结束。”

Carlos有理由继续打破这种规律。基因编辑技术的发展带来了希望,哈佛大学教授David Liu和Merkin医疗保健转型技术研究所主任开发的技术可以敲除单个“字母”的基因并替换它们,就像在整个身体中使用文字处理器的“查找和替换”功能。

在Liu的实验室中,他消除了与疾病相关的突变T,纠正为C后,曹侃帮助验证了他的发现。2021年,他们的研究团队在经过基因工程改造的早衰症小鼠中测试了这种方法。几周后,小鼠不仅活着,而且健康,DNA修复遍布多个器官。曹侃共同撰写了这项突破性的研究,发表在《自然》上。她的导师Collins发挥了重要作用。随着人类试验可能在未来两年内进行,74岁的Collins相信在他有生之年可以看到治愈。

在此之前,有毒蛋白将继续夺命,曹侃一直在寻找更快的帮助方法。考虑到患者死于心脏病和中风,她专注于心血管系统。

最近,她依靠诺贝尔奖获奖发现,将早衰症患者的成熟细胞重新编程为人工干细胞,然后转换为血管细胞,建立了“让我们了解早衰症患者心脏内部情况的游乐场”。

这导致了一个重大新发现,发表在10月份的《衰老细胞》上。通过操纵早衰症干细胞成为内皮细胞——这些细胞排列在血管内壁并向平滑肌细胞发送信号——她注意到一个失调的信号系统,指示肌肉细胞死亡。原因是缺少信号蛋白。当添加回来时,系统恢复正常,修复了小鼠受损的血管。Collins称这是“惊人的发现”,“可能预防或减轻导致中风和心脏病的血管问题”。

曹侃希望这一突破可以提供临时治疗,直到基因编辑成为更永久的解决方案。

曹侃几十年来对早衰症和甲基蓝的研究将两个对立的概念——加速衰老和延缓衰老——交织在一起,就像双螺旋DNA链一样。“她看到了衰老如何告知早衰症,早衰症如何告知衰老,这是我们所追求的”,早衰症研究基金会联合创始人兼医学总监Leslie Gordon说,她现在称曹侃为朋友。

如今,曹侃回到早期职业生涯困扰她的问题。微量早衰症蛋白是如何进入正常人体的?它们是否导致了偶尔出现的早衰皱纹?在这个皮肤护理巅峰时代,这些问题突然显得更加重要。

未来,曹侃认为科学将找到更多方法来防止皮肤衰老,满足我们对青春之泉的渴望。毕竟,我们只是我们细胞的产物,通过分解和恢复。如果可以通过创新延长细胞寿命,那么也许我们的物理寿命也可以延长。


(全文结束)

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