노인으로 태어나 아기로서 죽는 것은 허구이지만 과학자들은 세포 수준에서 비슷한 업적을 수행 할 수있는 방법을 찾았습니다. 과학자들은 세포의 특정 유전자를 조작하여 완전히 성숙 세포를“젊은”줄기 세포로 바꿀 수 있습니다.
영화 '벤자민 버튼의 호기심 많은 사례'에서 캐릭터 벤자민 버튼은 노인으로 시작하여 아기로 죽어가는 나이를 역전시킵니다. 이러한 업적은 완전히 가상이지만 Salk Institute의 과학자들은 노화를 역전시키는 것과 비슷한 것을 발견했습니다.
노화는 세포 손상의 축적으로 시간이 지남에 따라 발생하는 과정입니다. 반응성 산소 종 (ROS)은 노화 과정에 크게 기여합니다. 또한 오염 물질과 라이프 스타일은 우리 몸과 마음의 악화를 가속화합니다. 노화의 특징은 백내장, 피부 주름, 고혈압, 당뇨병 및 치매입니다. 그러나 이러한 연령 관련 징후를 되돌리거나 완화 할 수 있습니까?
과학자들은 연령 관련 이환율을 줄이기 위해 '세포 회춘 기술'(CRT)을 고안했습니다. 이 기술은 노화 세포에서 '야마 나카 인자'의 발현을 포함합니다. 이 요인들은 후성 유전 적 마커를 젊은 동물에서 발견 된 패턴으로 재설정합니다.
노화의 반전은 60 세의 소년을 20 살짜리처럼 보이게하는 것이 아니라 60 세의 나이가 신체 기능 측면에서 20 세의 느낌을 갖도록하는 것입니다.
노화를 뒤집을 수 있습니까? (사진 크레딧 :Varavin88/Shutterstock)
다 능성 이해
먼저, 우리는 개별 세포가“젊은”이 될 수 있도록해야합니다. 즉, 우리는 세포가 새롭고 젊은 세포를 재생하고 형성하는 능력이 있어야한다는 것을 의미합니다. 다 능성 세포는 정확하게 그렇게합니다.
복음 세포는 임의의 세포 유형으로 나누고 분화하는 능력이 있습니다. 그들은 두 가지 독특한 특성을 가지고 있습니다 :자기 재생과 다른 기능을 가진 세포로 구별하는 능력.
다 능성 세포는 배아 줄기 세포와 유도 된 다 능성 세포 (IPSC)의 두 가지 유형으로 온다. 배아 세포 배반포의 내부 질량으로부터 얻어지고 3 개의 생식기 층으로 구별 할 수있다 :외배엽, 중배엽 및 내배엽.
줄기 세포가 유기체를 구성하는 다양한 유형의 세포로 성숙하는 방법. (사진 크레딧 :Metamorworks/Shutterstock)
유도 된 다 능성 세포는 체세포에서 까지 역 프로그램됩니다. 다 능성.
전사 인자라는 단백질에 의한 특정 신호의 영향 하에서, 이들 순진한 다 능성 세포는 커밋 된 기능으로 특수 세포로 분화 될 수있다. 예를 들어, 달팽이, MITF 및 C-KIT와 같은 전사 인자는 다 능성 세포를 멜라닌 세포 (피부 세포의 유형)로 구별 할 수 있습니다.
불멸의 유기체가 있습니까?
평면, 히드라 및 불가사리와 같은 유기체는 우리가 불멸의 가장 가까운 유기체입니다. 그들은 손상된 세포 또는 노화 세포를 대체하기 위해 구별 할 수있는 다 능성 줄기 세포의 많은 집단을 가지고있다. 따라서 다 능성 세포는 노화 된 세포를 대체하기 위해 차별화 될 수 있으므로 인간에게도 가능할 수 있습니다!
왼쪽 :Hydra의 재생. Hydra에는 줄기 세포가 재생 될 수있어 불멸에 다가가는 무언가를 제공합니다. 오른쪽 :평면의 재생. (사진 크레딧 :SAWATD340 및 EMRE TERIM/SHUTTOCK)
IPSC가 여러 다른 셀 유형이 될 수있는 방법의 흐름도 (사진 신용 :DesignUA/ ShutterStock)
Yamanaka 인자 및 유도 다 능성
다 능성 세포는 줄기 세포 요법에 적용됩니다. Shinya Yamanaka와 2006 년 그의 팀이 발견 한 유도 된 다 능성 세포 (IPSC)는 줄기 세포 요법을위한 주요 문을 열었습니다.
IPSC는 역 프로그래밍 말기 분화 세포에 의해 형성되어 4 개의 전사 인자, OCT-4, SOX4, KLF4 및 C-MYC (OSKM 유전자라고도 함)를 갖는 다 능성을 달성 하였다. 이들 재 프로그래밍 된 세포는 자기 재생의 능력을 가지며 임의의 세포 유형으로 구별 할 수있다. 성숙하고 지정된 세포는 본질적으로 다 능성으로 노화되었다.
역사상 처음으로, 인간이 만든 다 능성 세포는 치료에 이용 가능했습니다.
IPSC가 다수의 다른 셀 유형이 될 수있는 방법의 흐름도. (사진 크레디트 :과학/셔터 스톡의 예술)
IPSC는 배아 줄기 세포 이외의 유일한 다 능성 세포입니다.
배아 세포의 선형 방정식을 분화 된 세포로 재검토
세포 운명의 주요 교리는 배아 세포가 특정 유전자의 발현에 따라 분화 된 세포가된다는 것이다. Shinya Yamanaka는이 교리에 도전했고 줄기 세포 연구를 완전히 변경했을 때 분화 된 세포를 iPSC로 바꿀 때 전적으로 변경했습니다.
다 능성 세포의 분화 된 세포로의 변형은 야마 나카가 전사 인자로 마술을 만들기 전에 일방 통행 거리였다. 그는 분화 된 세포 (섬유 아세포)를 IPSC로 밀어내어 세포 운명을 지웠다. 이 세포는 특정 요인의 영향 하에서 특정 세포 유형 (근육, 신경 또는 뼈 세포)으로 구별 할 수 있습니다.
섬유 아세포가 IPSC로 어떻게 전환되었는지를 보여주는 흐름도, 멜라노 사이트로 분화되도록 만들어졌습니다.
리버스 노화 :한 단계 앞으로의
IPSC를 사용하면 올바른 신호가 셀룰러 프로그램을 재설정 할 수 있다는 것이 분명해졌습니다. 이것은 인체의 노화 세포가 젊어지고 이러한 전사 인자의 도움에 적합 할 수 있는지에 대한 의문을 제기합니다.
Salk Institute의 과학자들은 노화 된 세포를 젊음의 세포로 성공적으로 재설정했습니다. 그렇다면, 배아 상태와 관련된 유전자를 간헐적으로 발현 할 수있다 :Oct4, Klf4, Sox2는 노년의 특징을 되돌립니다. 과학자들은 노화가 단방향이 아니며 올바른 신호로 뒤집을 수 있다고 생각합니다.
과학자들은 오래된 살아있는 동물에서 세포 재 프로그래밍이 그들을 젊게 만들 것이라고 가정합니다. 유일한 병목 현상은 세포 회춘이 실험실 세포에서는 간단하지만 전체 유기체에서 다르게 행동 할 수 있다는 것입니다. 또한, IPSC는 지속적으로 곱하므로 노화 동물에 직접 소개하는 것이 유리하지 않을 수 있습니다. 리버스 노화를 위해 짧은 기간 동안 야마나카 요소를 유도하는 것이 유리합니다.
(사진 크레딧 :Gwolters/Shutterstock)
조기 노화 장애 인 Progeria의 마우스 모델을 사용하여 역 노화를 연구했습니다. OCT4, SOX-2 및 KLF4 (OSK 유전자)는 살아있는 progeria 마우스에서 짧은 순환 기간에 유도되었다. OSK- 발현 마우스는 대조군 마우스보다 젊었 고, 심혈관, 폐 기능이 개선되었으며 30% 더 오래 살았다. OSK 유전자는 노화 된 마우스에서 짧은 펄스로 발현되었고, 과학자들은 정상 노인 마우스에서 역 노화를 관찰 하였다. 노화 마우스의 수명 품질은 야마 나카 요인으로 세포 재 프로그래밍을 통해 개선되었습니다.
최종 단어
Yamanaka 요인으로 인해 시계를 뒤로 돌리고 노인의 병든 장기를 대체하거나 청소년의 힘과 함께 일하는 장기를 젊어지게 할 수 있습니다. 야마 나카 인자의 통제되고 안전한 발현을 통해 노화 세포를 동축시켜야합니다. 생쥐에 대한 이러한 연구는 인간의 선형이 아니지만 첫 번째 단계를 밟았으며 이제는 역 노화에 대한 실제 증거가 있습니다.
