雷帕霉素可预防与年龄有关的干细胞丧失

来源：

巴克研究所研究衰老

摘要：

成体干细胞在我们的一生中补充死亡细胞并再生受损组织。随着年龄的增长，我们失去了许多干细胞以及它们的再生能力。研究人员在果蝇和老鼠身上发现，TOR是一种营养感知途径，它是衰老过程的核心，它会导致成体干细胞的丧失。对老鼠进行抗衰老治疗，可以防止小鼠气管内的干细胞丢失。

成体干细胞在我们的一生中补充死亡细胞并再生受损组织。随着年龄的增长，我们失去了许多干细胞以及它们的再生能力。巴克研究所(Buck Institute)和其他地方的研究人员在果蝇和老鼠身上发现，TOR是一种营养感知途径，它是衰老过程的核心，它会导致成体干细胞的丧失。对老鼠进行抗衰老治疗，可以防止小鼠气管内的干细胞丢失。这项研究发表在《细胞干细胞》上。

在我们的大多数组织中，成体干细胞在一个安静的状态下呆着——准备在感染或受伤时被激活。然而，为了应对这样的损伤，干细胞必须能够迅速分裂，产生能分化成细胞的子细胞来修复组织。这个分裂必须是“非对称的”，这意味着在干细胞分裂过程中产生的两个细胞中只有一个继续分化，而另一个细胞仍然是干细胞。

巴克教授和资深作家海因里希·贾斯帕博士说，先前的研究表明，TOR需要保持在低水平，以保持干细胞在一个安静的状态，并防止它们的分化。但是在这项研究中，研究人员发现当他们参与再生反应时，TOR信号会在许多干细胞类型中被激活。Jasper现在是Genentech的一名工作人员，他说这种激活对快速组织修复很重要，但同时也增加了干细胞分化的可能性，从而失去了干细胞的地位。贾斯珀说，这种损失——在这种情况下，在苍蝇的肠道、老鼠的肌肉和老鼠的气管中——在组织受到严重或慢性压力的情况下尤其普遍，这种压力会发生在对组织的感染或其他创伤的反应中。在衰老过程中，Jasper说重复或慢性激活TOR信号会导致干细胞的逐渐丧失。因此，通过遗传或药物干预，长期限制TOR活动，研究人员能够阻止或逆转衰老小鼠气管和肌肉中的干细胞损失。

Jasper说:“这都是为了保持干细胞更新和分化之间的平衡。”“我们很容易看到成年干细胞的丧失会在其一生中出现，并随着年龄的增长而加速。”我们很兴奋能有一种方法来拯救干细胞，增强他们维持健康组织的能力。

在巴克研究所的工作，由博士后研究员萨曼莎·哈勒(Samantha Haller)领导，博士开始在果蝇的肠子上，然后移动到老鼠气管——它们有很多相似点的组织。有关小鼠肌肉的实验是在斯坦福大学进行的。在巴克研究所，小鼠被置于不同疗程的雷帕霉素治疗中，开始于不同的生命阶段。贾斯珀说，雷帕霉素在15个月大的时候就能挽救干细胞，相当于人类50岁的年龄。“在每一种情况下，当我们看到干细胞数量的下降时，雷帕霉素就会把它带回来。他说:“这种组织干细胞数量的恢复是由于来自更分化细胞的干细胞池的补充，还是由于“非对称”干细胞分裂的增加，使得一个干细胞产生两个新细胞，这仍然有待回答。”

Jasper说TOR可以通过一系列的刺激来调节，研究人员现在正试图更好地了解这种信号通路的活动是如何在干细胞中控制的。“在一生中，TOR是否有长期的增长，或者在衰老的动物体内激活更强?”TOR的下游会发生什么?Jasper说，巴克的研究人员也在测试雷帕霉素的同系物，这些同源物可以更具体地针对TOR复合体1——一种关键的复合物，它能调节所有复杂生物体的细胞生长和代谢。