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青春之血 年輕者血液幹細胞捐贈年長者後仍可保持年輕

2019.02.13 環球生技雜誌/記者 薛瀹熢 編譯

青春之血 年輕者血液幹細胞捐贈年長者後仍可保持年輕 (圖片來源: 網路)

青春之血 年輕者血液幹細胞捐贈年長者後仍可保持年輕 (圖片來源: 網路)

美國凱斯西儲大學(Case Western Reserve University)的研究團隊發現血球細胞中與年齡相關的表觀遺傳學(epigenetic)特徵可以在轉移至其他個體中後繼續保持,換句話說,接受年輕捐贈者骨髓移植的老年者,血液將持續保有其年輕特徵。而這樣的特徵在癌細胞中會被打破。此研究於8日刊載於《Aging Cell》。

生物體的老化一直隱藏著許多秘密,而表觀遺傳學在生物中所帶來的不僅僅是對於生物基因體表現的調控。在老化上,DNA的表觀遺傳學特徵:甲基化狀態(DNAm)也與生物體年齡相關,然而我們並不清楚這樣的生物鐘記錄究竟有何功能、又如何與外在環境之間作用,對生物體本身又有什麼樣影響。

凱斯西儲大學的細胞生物學家Shigemi Matsuyama所帶領的團隊透過研究接受年輕人血球幹細胞捐贈的老年者,或是接受年長者血球幹細胞捐贈的年輕人血球的狀態,來研究這個問題。他們發現血球細胞上與年齡相關的表觀遺傳特徵並不會因為外在環境影響而導致進入較老環境的年輕DNAm改變。

「我們發現捐贈者血球細胞的DNAm年齡不會受到受贈者的年齡影響,即使經過17年也一樣。」文中寫道。「然而在患有復發性白血病的受贈者中,DNAm的年齡則會變得不穩定,這與我們先前設想的癌細胞可能包含異常的DNAm相符合。這或許可以在未來用於監測那些接受血液幹細胞移植的患者狀態。」

Matsuyama認為,這些血球細胞表現出的穩定與固有性顯示血球細胞很可能是人類年齡的有效指標之一,甚至可能是主要時鐘(master clock)。它們不輕易受到環境的影響。

「然而在癌細胞中,這樣的年齡時鐘被破壞了。」Matsuyama指出。在癌化的細胞中,DNAm狀態很不穩定,並時常呈現出奇怪的年齡狀態,比如在一名50歲的血癌患者身上,便有可能看到具有200歲與5歲特徵的血球細胞同時存在。「這與他們的實際年齡完全無關。」Matsuyama說。

 因此儘管聽起來很吸引人,但是他並不推薦透過治療性的細胞注射來試圖維持青春。「我們還不知道作為不易受到影響的時鐘,血球細胞是否會反過來影響周遭的環境。」他說。「有可能在未來,我們可以透過基因的調控來重設這些時鐘。」Matsuyama說。

目前,他們的團隊正試圖釐清為何癌細胞會呈現出不同的表觀遺傳狀態,以及這樣的問題該如何克服。

最近的研究顯示,細胞的DNA年齡可以當作預測年齡相關疾病風險的生物記號,如阿茲海默症、心血管疾病等。去年,Horvath和Matsuyama曾協助發表文章指出早衰患者的DNA年齡進程明顯加快。目前,Matsuyama與他的團隊也在研究飲食、運動與氧氣等因素是否會影響DNA年齡的狀態。

 

《Aging Cell》

Epigenetic age is a cell intrinsic property in transplanted human hematopoietic cell

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