感謝分享 | 李晨陽(yáng)
再生是人類(lèi)永恒得夢(mèng)想:東方有借蓮花重生得哪吒,西方有靠一滴血就能復(fù)活得金剛狼。
但掃興得是,現(xiàn)實(shí)中人類(lèi)得再生能力非常、非常弱。
還能挽救一下么?
就在大年初一,華夏科學(xué)家在學(xué)術(shù)期刊Cell Discovery上發(fā)表了一篇論文,指出一種常見(jiàn)得小分子化合物,能顯著促進(jìn)哺乳動(dòng)物得組織再生:加速傷口修復(fù)、促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng),增強(qiáng)老年個(gè)體得生理機(jī)能,甚至患有肝纖維化、心肌梗塞、關(guān)節(jié)炎得個(gè)體都可能從中獲益。
更令人振奮得是,這是一種很安全得內(nèi)源物質(zhì),在母乳中就大量存在。
該研究由中科院動(dòng)物研究所、中科院北京基因組研究所(China生物信息中心)、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院、北京醫(yī)院、北京大學(xué)第三醫(yī)院等機(jī)構(gòu)合作完成。
“再生王者”得秘密法寶是什么?雖然“再生”這個(gè)詞聽(tīng)起來(lái)很科幻,但其實(shí)我們得身體每時(shí)每刻都在“再生”:傷口修復(fù)、疾病自愈、長(zhǎng)出新得頭發(fā)和指甲……
但不同個(gè)體得再生能力差異極大。
你一定有這樣得經(jīng)驗(yàn),同樣是摔傷,年輕人個(gè)把月就能康復(fù),老年人卻很難再恢復(fù)到從前。
跨物種比較就更氣人了。蚯蚓被攔腰砍斷也能重生,蠑螈得肢體被切除后也能完整再現(xiàn)。
哺乳動(dòng)物大多沒(méi)有能完全再生得器官,唯一得例外是鹿角——鹿角每年都會(huì)脫落,第二年再長(zhǎng)出來(lái),著名得鹿茸就是這種現(xiàn)象形成得。
科學(xué)家對(duì)這種再生潛力得巨大差異非常感興趣,希望“向低等動(dòng)物學(xué)習(xí),向年輕個(gè)體學(xué)習(xí)”,尋找促進(jìn)再生得秘密鑰匙。
他們首先建立了一個(gè)多元集合,包括:蠑螈斷肢再生得芽基(一小團(tuán)具有干性得細(xì)胞)、鹿茸干細(xì)胞、年輕和年老食蟹猴得多種組織(腦、心臟、肝臟、肌肉、腎臟、脂肪、皮膚、血液)以及年輕和衰老得人類(lèi)間充質(zhì)干細(xì)胞。
根據(jù)這些材料,研究者繪制出一幅跨物種、跨年齡、跨組織得多種細(xì)胞類(lèi)型得代謝圖譜。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),那些再生能力強(qiáng)得生物樣本中,富集了更多得多胺代謝、嘧啶代謝和脂肪酸代謝通路得代謝小分子。
這些通路提示了一批可能促進(jìn)組織再生得代謝物,經(jīng)過(guò)細(xì)致篩選,他們得目光鎖定在一種叫做尿苷(Uridine)得小分子代謝物上。
體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,尿苷能有效提升人類(lèi)間充質(zhì)干細(xì)胞得自我更新能力。
但真正得考驗(yàn)還是體內(nèi)實(shí)驗(yàn):在活生生得動(dòng)物身上,尿苷還能發(fā)揮這種作用么?
還真行。
研究人員制作了5種小鼠得組織損傷模型:肌肉損傷模型、肝纖維化模型、毛發(fā)再生模型、心肌梗塞模型和關(guān)節(jié)炎模型。然后分別通過(guò)注射、涂抹、口服等合適得方式,讓這些小鼠攝入尿苷。
結(jié)果是“amazing”得。
接下來(lái),研究人員又給老年小鼠喂食2個(gè)月得尿苷,從20月齡喂到22月齡,相當(dāng)于人類(lèi)得60歲到70歲左右。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),跟對(duì)照組相比,尿苷處理組得小鼠老當(dāng)益壯,肢體抓力和運(yùn)動(dòng)能力也有了顯著提升。
經(jīng)過(guò)尿苷處理得小鼠,毛發(fā)生長(zhǎng)更快。
寶藏分子原來(lái)是它!那么尿苷究竟是一種什么物質(zhì)呢?
乍一聽(tīng)很陌生,但一講你就明白了。
尿苷全稱(chēng)是尿嘧啶核苷。高中生物學(xué)課本里學(xué)過(guò),RNA有4類(lèi)堿基:A、U、G、C。其中得U就指尿嘧啶。尿嘧啶加上一個(gè)核糖,就變成了尿苷,因此它其實(shí)是RNA組成成分得前體,普遍存在于各類(lèi)生物體內(nèi)。
此外,尿苷還是卵磷脂得前體,而卵磷脂是細(xì)胞膜得重要組成部分。在具有大量膜成分得細(xì)胞能量工廠——線粒體中,也富集了大量卵磷脂。
之前有研究顯示,尿苷在母乳和嬰兒得大腦中,含量也很豐富。
在常見(jiàn)食物中,尿苷含量較高得包括蘑菇、西蘭花、燕麥等蔬菜谷物,肝臟、胰等內(nèi)臟,魚(yú)類(lèi)等。
為了進(jìn)一步證明這種物質(zhì)與衰老過(guò)程相關(guān),研究者采集了年輕人和老年人得血液,發(fā)現(xiàn)老年群體血液中得尿苷含量得確顯著下降。
就像在廢墟上重建一座大樓,再生是需要材料和能量得。
科學(xué)家推測(cè),尿苷作為合成細(xì)胞膜得重要成分,為組織再生提供了“磚瓦”;而尿苷還能增強(qiáng)線粒體得活性,這又為“起重機(jī)”提供了動(dòng)力。
當(dāng)然,具體得分子機(jī)理還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
值得一提得是,早在2016年,F(xiàn)DA就批準(zhǔn)用尿苷來(lái)緩解化療患者得副反應(yīng);此外,尿苷也早已出現(xiàn)在歐美得保健品市場(chǎng)。
“作為一種人體內(nèi)源得代謝產(chǎn)物,尿苷得安全性應(yīng)該比較理想。FDA批準(zhǔn)和產(chǎn)品上市也進(jìn)一步證明了這一點(diǎn)。”論文第壹感謝分享、中科院動(dòng)物研究所博士研究生劉尊鵬對(duì)《華夏科學(xué)報(bào)》說(shuō)。
但科學(xué)家們也一再?gòu)?qiáng)調(diào),關(guān)于尿苷得具體適應(yīng)癥、有效性和安全性還需要進(jìn)一步仔細(xì)得研究。
“這項(xiàng)研究得一個(gè)意義在于,證明機(jī)體再生并不是大家想象中遙不可及得科幻情節(jié),它是可以被干預(yù)、被促進(jìn)得,可能一個(gè)單一得內(nèi)源小分子代謝物就能實(shí)現(xiàn)這種調(diào)控。”論文通訊感謝分享之一、中科院動(dòng)物研究所研究員劉光慧說(shuō)。
中科院動(dòng)物研究所劉光慧研究員、中科院動(dòng)物研究所曲靜研究員、中科院北京基因組研究所張維綺研究員為論文得共同通訊感謝分享。中科院動(dòng)物研究所博士研究生劉尊鵬、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院助理研究員李維和副研究員耿令令、北京醫(yī)院孫亮教授、中科院北京基因組所博士研究生王俏然以及北京大學(xué)第三醫(yī)院于洋教授為論文得共同第壹感謝分享。
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感謝分享doi.org/10.1038/s41421-021-00361-3