发布日期： 2024年08月05日
来源：BMC Biology
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来自再生生物体的基因使果蝇肠道干细胞恢复活力。
在一项开创性的实验中，日本研究人员将再生基因转移到果蝇身上，从而改善了肠道健康，增强了干细胞活性。这一发现为包括人类在内的高等生物通过靶向基因治疗抗衰老策略开辟了新的可能性。
包括东京大学医药科学研究生院的研究人员在内的研究人员将能够再生身体的简单生物体的基因转移到普通果蝇身上，而更复杂的动物则不能。他们发现，转移的基因抑制了果蝇体内与年龄相关的肠道问题。他们的研究结果表明，研究具有高再生能力的动物特有的基因，可能会发现恢复干细胞功能和延长不相关生物体健康寿命的新机制。
你想长生不老吗?有些人喜欢，有些人不喜欢。但我们都想健康地活下去，无论我们活多久，医学研究的很大一部分都是关于长寿的这一方面。其中一个想法听起来可能有点像科幻小说，那就是升级人体，使其在受伤、患病或衰老时能够自我再生，有点像流行漫画书和电影系列《X战警》中的超级英雄角色金刚狼。当然，我们离那个阶段还很远，但再生医学的世界正在取得进展，尽管目前的试验对象只是果蝇。
“在能够全身再生的动物中，如扁形虫和水母，特定的基因可能有助于再生和维持干细胞的长期功能。相反，哺乳动物和昆虫的再生能力有限，可能在进化过程中失去了这些基因，”副教授Yuichiro Nakajima说。“目前尚不清楚在再生能力低的动物中重新引入这些再生相关基因是否会影响它们的再生和衰老过程。在我们最近的研究中，我们专注于具有高再生能力的动物所特有的一组基因，称为高度再生的物种特异性JmjC结构域编码基因(HRJDs)，并将它们转移到果蝇中，以测试它们的效果。”
Nakajima的研究小组希望升级后的果蝇在受伤时能再生组织，但这并没有发生。然而，果蝇肠道专家Hiroki Nagai注意到了别的东西。
Nakajima说:“Nagai发现了一些新的表现型，这些特征在特定的条件下从基因中表现出来。HRJDs促进了肠道干细胞的更大分裂，同时也抑制了肠道细胞的错误分化，或在老年果蝇中出现问题。这与抗生素的使用形成对比，例如，抗生素可能会抑制肠道细胞的错误分化，但也会抑制肠道干细胞的分裂。出于这个原因，HRJDs对果蝇的寿命有可测量的影响，这为开发新的抗衰老策略打开了大门，或者至少提供了线索。毕竟，人类和昆虫的肠道在细胞水平上有着惊人的共同点。”
然而，发现这一点并非没有困难。虽然果蝇是著名的生物研究实验对象，但考虑到它们相对较短的寿命和快速的繁殖和成熟速度，它们的衰老过程仍然需要两个月左右的时间，这影响了Nakajima研究小组的实验计划，他们也在忙于其他事情。尽管他们已经得出了一个惊人的结论，但仍有许多工作要做。
“HRJDs分子运作的细节仍未得到解决。目前还不清楚它们是单独起作用还是与其他成分结合起作用。因此，这只是旅程的开始，但我们现在知道，我们的转基因果蝇可以作为一种宝贵的资源，在未来揭示前所未有的干细胞再生机制。在人类中，肠道干细胞的活性随着年龄的增长而下降，因此这项研究是基于干细胞的治疗的一个有希望的途径。”
参考文献:“Highly regenerative species-specifc genes improve age-associated features in the adult Drosophila midgut” by Hiroki Nagai, Yuya Adachi, Tenki Nakasugi, Ema Takigawa, Junichiro Ui, Takashi Makino, Masayuki Miura and Yu-ichiro Nakajima, 1 August 2024, BMC Biology.
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