科技日報記者 張佳星

虎年到，大家都在對老虎津津樂道，今天聊聊老虎的美食——鹿。

鹿身上的鹿茸是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能夠完全再生的哺乳動物器官。多年來鹿茸入藥，或者作為膳食進(jìn)補，人們希望從中獲得抗衰防病的能力，但卻對其中的機制不甚明了。

2月1日，《細(xì)胞發(fā)現(xiàn)》上發(fā)表了我國科學(xué)家的研究，通過對包括鹿茸干細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞進(jìn)行代謝層面的分子圖譜繪制，尋找究竟是什么樣的生命活性物質(zhì)讓鹿茸有再生的能力。

論文截圖

“我們的分析既包括鹿茸干細(xì)胞，也包括‘再生之王’蠑螈斷肢再生的芽基、還包括年輕的靈長類組織以及具有強再生能力的人干細(xì)胞?！闭撐耐ㄓ嵶髡咧?、中國科學(xué)院動物研究所研究員曲靜介紹，“把這些細(xì)胞進(jìn)行高精度分析后，我們希望從中找到究竟里面有什么差異成分導(dǎo)致了再生能力的不同”。

干細(xì)胞“越老越?jīng)]用”，還是“越進(jìn)化越?jīng)]用”？

在每年的鹿角再生過程中，位于鹿角骨膜的鹿茸干細(xì)胞可以分化產(chǎn)生包含血管、軟骨、骨、真皮和神經(jīng)在內(nèi)的完整鹿角器官。可見，干細(xì)胞是再生的“主角”。

“干細(xì)胞的再生和修復(fù)作用是跨物種的，人類的成體干細(xì)胞，也可以對多種組織和器官進(jìn)行再生修復(fù)。”曲靜說，但問題是，這種能力隨著衰老不斷的減弱。

科學(xué)家們確定的一個線索是，進(jìn)化和衰老都會讓這種人人夢寐以求的再生能力降低。據(jù)此推測：有可能有同樣的變化發(fā)生在了變老和進(jìn)化中。

團(tuán)隊決定利用干細(xì)胞“越老越?jīng)]用”的規(guī)律，與“越進(jìn)化再生越難”做比對，向自然界存在的低等動物的再生過程學(xué)習(xí)、向具有較強再生能力的年輕干細(xì)胞學(xué)習(xí)，揭秘再生超能力。

促再生、抗衰老的關(guān)鍵活性物質(zhì)浮出水面

“我們選擇了代謝這個層面做分析?！鼻o說，此前有基因?qū)用妗⑥D(zhuǎn)錄組層面的分析研究，雖然代謝層面更復(fù)雜、更繁瑣，但對生命體的反映更直接，迷惑性的信息更少。更重要的是，進(jìn)化保守的小分子代謝物沒有物種間的免疫排斥反應(yīng)。

隨著生物技術(shù)的發(fā)展，捕捉代謝小分子的手段不斷精進(jìn)。三羧酸循環(huán)代謝，戊糖磷酸代謝，糖原合成代謝、多胺代謝、尿嘧啶代謝、脂肪酸代謝……代謝途徑的路線圖這些年來被不斷“畫圓”。

在已有的代謝通路的框架內(nèi)，研究團(tuán)隊跨物種、跨年齡、跨組織地分析了大量的細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)再生細(xì)胞對代謝途徑有自己的“偏好”，富集多胺代謝、尿嘧啶代謝、脂肪酸代謝等更頻繁地發(fā)生。

“我們認(rèn)為，這些代謝通路是跨物種保守的、與再生密切相關(guān)，可能蘊含著再生的密碼。”論文通訊作者之一、中國科學(xué)院北京基因組所研究員張維綺說。

同時，研究團(tuán)隊結(jié)合已有的人類干細(xì)胞衰老研究平臺，對潛在的促再生代謝物進(jìn)行了細(xì)致的篩選，最終發(fā)現(xiàn)了一種“明星分子”尿苷。

資料顯示，尿苷此前作為一種藥物具有防治心腦血管疾病等活性。

而在最新的論文中，研究人員通過動物試驗證明，用注射、涂抹、口服等方式給小鼠尿苷處理可以促進(jìn)5種組織器官的損傷后修復(fù)。例如，肌肉損傷的小鼠增強了肢體抓力、毛發(fā)損傷的小鼠實現(xiàn)了毛發(fā)再生、心梗小鼠的心臟收縮力受到增強、小鼠的肝纖維化得以緩解……直接給老年小鼠喂食兩個月的尿苷，小鼠的系統(tǒng)運動能力也會顯著提升。這些研究證實了尿苷是一種能延緩人類干細(xì)胞衰老、促進(jìn)哺乳動物多組織再生修復(fù)的關(guān)鍵代謝物。

“我們認(rèn)為，單一代謝物尿苷能夠促進(jìn)哺乳動物多器官組織的再生修復(fù)過程。”張維綺解釋，而且年輕人血液中與老年人血液相比具有更高的尿苷含量也側(cè)面證明了這一點。

據(jù)介紹，該研究獲得科技部、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院及北京市等項目的資助。中科院動物研究所劉光慧研究員、中科院動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的共同通訊作者。

關(guān)鍵詞： 活性 新生 物質(zhì)