一个偶然的学生构想催生了一种基于适配体的新方法，用于精确定位衰老“僵尸”细胞并推进未来抗衰老疗法。
治疗多种疾病的一种潜在策略是靶向衰老细胞。这些细胞——也被称为“僵尸细胞”——停止增殖，但未能像健康细胞那样从体内清除。它们出现在许多疾病中，包括癌症、阿尔茨海默病以及整个衰老过程。尽管科学家们正在研究消除或修复这些细胞的方法，但主要挑战是在不干扰附近健康细胞的情况下，在活体组织中检测它们。
梅奥诊所的研究人员在《衰老细胞》杂志上描述了一种标记衰老细胞的新方法。他们的方法使用“适配体”——短小的合成DNA片段，可折叠成三维结构。这些结构能够附着在细胞外表面的蛋白质上。在小鼠细胞实验中，研究团队从超过100万亿个随机DNA序列中筛选出几种罕见的适配体，它们能够识别特定表面蛋白并标记衰老细胞。
“这种方法确立了适配体可以作为区分衰老细胞与健康细胞的技术原理，”该研究的主要调查员、生物化学家和分子生物学家吉姆·马厄三世博士说，“尽管这项研究是第一步，但结果表明该方法最终可能适用于人类细胞。”
一次偶然对话激发合作
引发这一项目的构想始于一名梅奥诊所研究生在与同学的随意讨论中分享了一个另类想法。
基南·皮尔逊博士——最近刚从梅奥生物医学科学研究生院获得学位——一直在与马厄博士合作研究适配体如何用于神经退行性疾病或脑癌。
与此同时，在楼上几层，另一位研究生莎拉·贾奇姆博士正在内森·勒布拉斯尔博士的实验室中研究衰老细胞和衰老过程。他们在一次科学集会上相遇，交流了各自的论文项目。皮尔逊博士想知道适配体是否可以被调整用于检测衰老细胞。“我认为这个想法不错，但我不知道准备衰老细胞进行测试的过程，而那是莎拉的专业领域，”已成为该出版物主要作者的皮尔逊博士说。
导师支持学生大胆构想
学生们将他们的概念带给了他们的导师和专注于衰老细胞疗法的研究员达伦·贝克博士。马厄博士回忆说，这个想法最初听起来“疯狂”但值得探索。三位导师都支持这一提案。“坦率地说，我们很喜欢这是学生的想法，并且是两个研究领域的真正协同作用，”马厄博士说。
随着早期实验产生有希望的结果，这对搭档从他们的实验室招募了更多学生。当时还是研究生的布兰登·威尔班克斯博士、路易斯·普里托博士以及医学博士-哲学博士学生卡罗琳·多伊尔增加了新技术，包括高级显微镜和额外的组织类型。“继续投入更多努力变得令人鼓舞，”贾奇姆博士说，“因为我们能看出这是一个将会成功的项目。”
揭示衰老细胞的新线索
除了提供标记方法外，这项研究还提供了对衰老细胞生物学的见解。“迄今为止，还没有能够表征衰老细胞的通用标记物，”马厄博士说，“我们的研究对于衰老细胞上的目标表面分子是开放性的。这种方法的美妙之处在于，我们让适配体选择要结合的分子。”
研究小组发现，几种适配体附着在小鼠细胞表面一种称为纤连蛋白的蛋白质变体上。科学家们尚不清楚这种纤连蛋白变体如何与衰老相关。然而，它的发现表明，适配体可能有助于识别衰老细胞特有的特征。
人类健康应用前景
需要更多工作来寻找能够在人体组织中可靠检测衰老细胞的适配体。如果适配体可以为此目的而适应，它们最终可能被用于将治疗直接递送到这些细胞。皮尔逊博士指出，适配体比常用于区分一种细胞类型与另一种细胞类型的传统抗体成本更低且更灵活。
“这个项目展示了一个新概念，”马厄博士说，“未来的研究可能会将这种方法扩展到与人类疾病中衰老细胞相关的应用。”
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