Only Perception: 老化：血液告訴老細胞表現出年輕的樣子

2010-02-02

老化：血液告訴老細胞表現出年輕的樣子

Blood tells old cells to act young
http://www.physorg.com/news183842301.html

By Eric Bender, January 27, 2010

(PhysOrg.com) -- 在 Joslin Diabetes Center (JDC) 的 Harvard Stem Cell Institute (HSCI) 研究者在朝向最終了解 -- 或許還能延緩 -- 老化過程上跨出重要的一步。

在一系列謹慎的實驗中， Amy J. Wagers 等人證明，年老老鼠的幹細胞暴露在年輕老鼠血液中的某些因子裡，會開始像年輕幹細胞般表現，而此過程由來自骨骼附近另一類型細胞的訊號所驅使。事實上，並非只有血液幹細胞開始呈現出較年輕細胞的特徵，還包括那些來自年老老鼠的組織。它們不是暴露在尚待確認的因子，就是暴露在那些顯然更加「年輕」的因子中。

Wagers 小組的最新研究發表在今日的 Nature 上。它促進造血（hematopoietic）系統老化的理解並指出經由血液治療老化相關疾病的方法。

Doug Melton，HSCI 副所長以及哈佛幹細胞與再生生物學系副系主任（co-chair）稱此發現「重要」並解釋 "這篇論文證明，細胞以及它們的「家」，稱為利基（niche），一同隨著年齡退化。那也許不讓人感到意外，讓人驚異之處在於這個證明：「年輕動物，透過胰島素般的生長因子1的（IGF-1）作用，能使時鐘倒轉並使老化的血液細胞變年輕」。"

由其他實驗室所完成的先前研究提出證據指出，伴隨衰老而來的血液幹細胞功能衰退為細胞自身的部份本質。然而，這些細胞也受到某些訊號的影響。這些訊號來自於局部（local）骨髓微環境（或利基）的其他細胞。由 Shane Mayack（Wagers 實驗室的博士後研究）所領導的早期研究指出，在此利基的發訊（signaling）中，成骨細胞（osteoblasts）為關鍵角色，並證明成骨細胞在血液幹細胞維持與再生上扮演著特殊的角色。

為了這篇最新的論文，Mayack 與她的同僚以年輕與年老老鼠研究血液幹細胞的老化過程。研究者們發現，當成骨細胞老化，它們改變送往幹細胞的訊號，而這種改變使這些細胞較無法產生血液細胞的正確混合。

更引人注目地，在一系列試驗中（其中二隻老鼠共享相同的血液循環）科學家揭露，這種老化機制能被逆轉。在年老老鼠與年輕老鼠的搭配中，現存的成骨細胞族群展現出再生的訊號。很明顯地，回春也傳達至幹細胞，這些老化老鼠的造血能力展現出更多「年輕的」特徵。

"最讓人驚訝的是，老化期間發生在血液幹細胞中的改變，可藉由血液本身所攜帶的那些訊號逆轉，" Wagers 表示，哈佛幹細胞與再生生物學系的副教授、HSCI 首席教員成員，同時也是在 Joslin（糖尿病中心）的研究者。"這表示，對老化相關的幹細胞機能不良來說，血液系統提供一種潛在的治療途徑。"

"這些發現開啟了新的研究道路，包括研究其他尚未完全了解之組織類型的可能性，在其中，老化也許以類似方式由幹細胞--利基細胞的交互作用所調控，" Mayack 說。"隨著時間過去，這些發現也許會影響血液失調的治療方法。"

下一步，研究者將研究進出成骨細胞的訊號如何隨著細胞老化而改變。這個 Joslin 團隊從檢查 IGF-1 的角色，其他研究已證明這種蛋白質能幫助骨骼肌的再生。讓他們驚訝的是，他們發現他們能藉由抑制 IGF-1 而非強化它，在成骨細胞中部份地矯正老化缺陷。"這種差異強調了那些涉及細胞再生之控制的複雜性，" Wagers 說。

雖然這項研究並未直接對付糖尿病機制，不過 Wagers（一位 Howard Hughes Medical Institute Early Career Scientist）提到 "在涉及老化與乙型糖尿病（type 2 diabetes）的調控路徑中，有愈來愈多的證據相重疊。"

※ 相關報導：

＊ Systemic signals regulate ageing and rejuvenation of blood stem cell niches
http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7280/abs/nature08749.html