韓國科學家成功開發出了能讓部分老皮膚細胞回歸到年輕細胞狀態的“回春”技術。這壹技術的開發有助於減緩細胞老化,開發抑制老年性疾病的治療劑和化妝品。
KAIST生物腦工程系教授趙光賢和研究員安秀均、愛茉莉太平洋技術研究院團隊26日表示,利用計算機模擬方式開發出了能讓人體老化的壹部分皮膚細胞回歸到年輕細胞狀態的逆老化技術。
老化是生命體隨著時間的流逝,生存和生殖所需的生理機能下降的自然生命現象。因DNA損傷積累、誘發癌癥的基因活性化等原因,細胞停止增殖的“細胞老化”正在累積。在此過程中,患上癌癥等老年性疾病,身體機能下降,死亡率也會上升。
最近,科學家們正在研究“細胞逆老化”技術,使細胞能夠抵抗老化,使身體恢復年輕。“逆分化”技術作為扭轉細胞老化的戰略被廣泛研究。逆分化是在皮膚細胞壹樣由特定身體組織生長的細胞上添加4種名為“轉錄因子”的蛋白質,使其回歸到分化特定細胞之前的年輕狀態的技術。雖然可以讓老細胞回歸到年輕細胞狀態,但是出現了效率低、容易引發癌癥的副作用,至今還沒有得到廣泛的利用。
趙教授組註意到了由3層組成的人體皮膚中最厚的“真皮”上部存在的“纖維芽細胞”中的數十種蛋白質。纖維芽細胞就像建築物的水泥壹樣填充細胞之間的空間,是生產連接細胞的膠原蛋白等物質(細胞外基質)的細胞。研究組利用電腦模擬實驗,以纖維芽細胞中的蛋白質如何互相交換信號來履行功能為模型。
研究組再次以該模型為基礎,確認了名為“PDK1”的蛋白質對抑制皮膚細胞老化有重要作用的事實。“PDK1”具有控制調節蛋白質合成和細胞生長的mTOR蛋白質和幹預免疫誘發物質細胞因子生成的蛋白質(NF-kB)的功能。
研究組利用人類的真皮纖維芽細胞和利用它制成的立體人工皮膚,進行了抑制PDK1基因的實驗。結果確認了老化的皮膚組織中減少的膠原蛋白的合成增加,再生能力恢復,年輕皮膚組織的特性出現的事實。
趙教授表示:“之前壹直認為老化是不可抗拒的現象,但是這次研究確認了老化也是可以逆轉的生命現象的可能性”,“有助於延長健康壽命、預防老年性疾病的治療技術開發。”
愛茉莉太平洋技術研究院正在利用該技術,從冬柏濃縮液中提取PDK1抑制成分,開發改善老化皮膚皺紋的化妝品。該研究結果於本月18日發表在了國際學術雜誌《美國國立科學院會報》(PNAS)上。
尹申英=東亞科學記者 ashilla@donga.com