模拟为逆转细胞老化开辟了一条新的途径

　　韩国科学技术院（KAIST）团队的研究结果为深入了解细胞衰退的复杂机制提供了一个潜在的策略，以减少和年龄老化及衰退细胞积累相关的影响。
　　Single-Cell Transcriptomic Analysis of Human Skin Aging. Credit: IOZ
　　皮肤细胞和皮肤等量的组织，模拟分子间的相互作用已经确定了一种可被靶向的酶来逆转自然老化。上述研究结果经实验室实验证实，发表在《国家科学院会议记录》 (PNAS)上。
　　KAIST生物和脑工程系的赵光贤教授表示：＂我们的研究为新一代的人打开了大门，他们认为细胞衰退是一种可逆的生物现象。＂赵光贤与韩国KAIST和Amore Pacific公司的同事共同领导了这项研究。
　　细胞通过进入稳定而持久的退出，对多种因素做出反应，如氧化应激、DNA损伤和端粒缩短，这些端粒是细胞周期染色体末端的上限。这个叫做细胞衰退的过程很重要，因为它可以防止损伤。细胞从扩散变成病变细胞。但这也是一个自然的过程，有助于细胞衰退和与年龄有关的疾病。最近的研究表明，细胞衰退是可以逆转的。但目前使用的实验室方法也会损害组织再生，或有可能引发恶性转变。
　　周教授和他的同事们使用了一种创新的策略来识别可以用来逆转细胞衰退的分子。研究小组从文献和数据库中收集了有关细胞衰退所涉及的分子过程的信息。此外，他们还增加了自己对皮肤成纤维细胞增殖、静止(一种可以重新进入细胞周期的不分裂细胞)和皮肤成纤维细胞衰退的分子过程的研究结果。成纤维细胞是一种以修复伤口而闻名的细胞类型。利用算法，他们开发了一个模型来模拟这些分子之间的相互作用。他们的分析使他们能够预测哪些分子可以被靶向来逆转衰退细胞。
　　然后，他们研究了一种叫做PDK 1的分子，在人类衰退的皮肤成纤维细胞和三维皮肤等效组织模型中的作用。他们发现阻断PDK 1会抑制两个下游信号分子，从而恢复细胞重新进入细胞周期的能力。值得注意的是，这些细胞保持了再生受损皮肤的能力，而不会以一种可能导致恶性转化的方式增殖。
　　科学家建议下一步在器官和生物体上进行研究，以确定PDK 1抑制的全部效果。由于编码PDK 1的基因在某些 cancer 中过度表达，科学家们预计抑制PDK 1基因将同时具有防止细胞衰退的作用。
　　更多资料：Proceedings of the National Academy of Sciences (2020).DOI: 10.1073/pnas.1920338117