基因与再生：通过基因转移延长寿命
基因与再生：通过基因转移延长寿命
把与再生相关的基因从简单生物转移到复杂动物体内，或许是对抗衰老、延长寿命的一种途径。
在一项颇具科幻色彩的研究里，来自东京大学药学研究生院的研究人员报告了通过基因转移延长寿命的有趣可能性。通过从以卓越再生能力著称的物种（比如水母和扁虫）借用基因，科学家们旨在研究这些基因是否可以增强其他生物的再生能力和寿命。虽说完全再生更有可能在《神秘博士》的某一集里出现，但这些其他医生的研究标志着在理解与再生相关的基因如何潜在地影响衰老过程方面迈出了重要的一步。
Longevity.Technology：修复损伤是我们常讨论的一种治疗手段，不过对于再生的研究，其老年科学意义十分深远，为可能延缓甚至逆转衰老方面的新疗法打开了新的大门。通过理解并利用驱动衰老的生物学机制，长寿研究人员能够开发出改善健康寿命的干预办法，并且通过关注与高再生能力相关的基因，可以找到维持干细胞功能和组织稳态的新策略，提高老年人口的生活质量。
在这项研究中，研究人员将高再生物种特异性的 JmjC 结构域编码基因（HRJDs）引入常见的果蝇黑腹果蝇，这是一种再生能力有限的模式生物。这些 HRJDs 是一组在能够全身再生的动物中特有的基因[1]。
“在能够全身再生的动物中，像扁虫和水母，特定的基因或许有助于实现再生以及维持长期的干细胞功能，”该研究的主要研究员中岛雄一郎副教授解释说。“相反，再生能力有限的哺乳动物和昆虫可能在进化过程中失去了这些基因[2]。”
其目的在于观察重新引入这些基因能否对一个通常不以再生能力见长的物种的再生及衰老过程产生有益作用。
结果令人既惊讶又充满期待；尽管研究人员起初期望果蝇能够展现出更强的组织再生能力，然而实际情况却有所不同。
成年果蝇的小肠，用荧光标记物标记。©2024 Yuichiro Nakajima CC-BY-ND
果蝇肠道方面的专家 Hiroki Nagai 发现，HRJD 促进了肠道干细胞的更多分裂，同时抑制了这些细胞随年龄增长通常会出现的分化错误[1]。
“HRJDs 促进了更显著的肠道干细胞分裂，同时也抑制了在老年果蝇中分化错误或出现问题的肠道细胞，”中岛说道[2]。
这种双重作用特别值得注意，因为它与传统方法有所不同，例如使用抗生素，可能会抑制有问题的细胞，但也会阻碍有益的干细胞活动。
“出于这个原因，HRJDs 对果蝇的寿命有能够衡量的影响，这为开发新的抗衰老策略打开了一扇门，或者至少提供了线索。”他补充道。
“毕竟，人类和昆虫的肠道在细胞层面上有着惊人的相似性。”
这些发现具有多方面的意义——它们不仅显示出增强生物体健康寿命的潜在途径，而且还提出了关于再生和衰老的基本机制的问题。
这项研究显示，HRJDs 的表达在非再生条件下延长了果蝇的寿命，特别是通过增强肠道干细胞增殖的活性，同时保持其分化的保真程度[1]。
这种对于与年龄相关的肠道屏障功能下降情况的改善是一个关键的看法，因为它指明了一种在衰老动物中保持重要组织和器官完整性的潜在方法。
因衰老而受损的果蝇肠道泄漏蓝色染料；图像显示左边是经过 HRJD 修饰的果蝇，右边是同龄未修饰的果蝇。©2024 Hiroki Nagai CC-BY-ND
然而，与任何开创性研究一样，都存在挑战和局限性。果蝇的衰老过程，尽管相较于其他动物相对较快，但仍大概持续两个月。这个时间框架给研究人员带来了后勤方面的难题，他们得兼顾这项研究与其他研究。此外，虽然目前的发现很有前景，但 HRJD 发挥作用的确切分子机制在很大程度上仍未被探索。
左边的两张图像展示了因衰老而受损的肠道蛋白质，右边的图像则显示由于 HRJD 基因，相同的蛋白质在对抗与年龄相关的机制时保存得更好。©2024 Hiroki Nagai CC-BY-ND
“HRJD 的分子作用细节仍未得到解决。而且不清楚它们是单独发挥作用还是与其他一些成分共同发挥作用，”中岛承认，强调了这项研究的初步性质。
尽管如此，该研究为未来的调研提供了一个有价值的框架。正如中岛所指出的：“这只是旅程的开端，但我们现在知晓，我们改良的果蝇能够作为一种有价值的资源，在未来揭示前所未有的干细胞再生机制[2]。”
鉴于在细胞层面，人类和昆虫的肠道存在显著相似性，把这些发现转化为人类治疗方法具有潜力，这是一个令人兴奋的前景，不过还很遥远。引入与再生相关的基因以对抗衰老、促进健康寿命，这样的前景是一条诱人的研究路径，也许有一天会在再生医学方面取得进展，这将成为科学事实。