衰老细胞是指在应对细胞压力时永久停止分裂但尚未死亡的细胞。随着生物体的衰老,体内的衰老细胞数量增加。这种积累目前被认为是衰老的标志之一,并与各种疾病有关,包括癌症。然而,这些细胞的真正性质可能更加复杂,并依赖于环境。
越来越多的证据表明,衰老的细胞也可能具有有益的作用,如伤口愈合或防止组织结疤。"几年前,我们的小组发现,衰老细胞存在于蝾螈肢体再生的关键阶段。有趣的是,其他小组随后在其他再生背景下发现了这些细胞,包括在哺乳动物中。"德累斯顿大学再生治疗中心(CRTD)和德累斯顿大学卓越生命物理学集群(PoL)以及马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所(MPI-CBG)的研究组长Maximina Yun博士解释说:"因此,我们想找出这些细胞是否以任何方式对再生本身作出贡献。"
衰老的细胞促进再生
Yun小组的研究人员开始研究蝾螈。这些动物具有独特的再生能力,能够重新长出它们身体的许多器官,包括失去的四肢。"蝾螈的肢体再生是一个迷人的过程。在几个星期内,它们重新长出一个功能齐全的肢体,"Yun博士解释说。
为了检查衰老细胞的存在是否会影响肢体再生过程,Yun小组的研究人员找到了一种方法来调节伤口中衰老细胞的数量。该小组观察到,衰老细胞的存在增强了再生过程。
"当伤口中存在更多的衰老细胞时,动物形成了一个更大的再生芽,或--我们称之为--胚胎组织。这是一个细胞的集合,将形成新肢体中所有需要的组织。组织越大,就有越多的细胞用于再生肢体,再生过程就越快。衰老细胞的存在似乎为再生过程提供了"燃料","Yun博士说。
"僵尸"信号促进新的肌肉细胞
更仔细地观察有无衰老细胞影响的组织,Yun团队发现了一个加强再生过程的新机制,并发现衰老细胞的存在增加了再生的肌肉细胞数量。他们表明,衰老细胞分泌的因子能刺激附近的肌肉组织在发育过程中退步,并产生新的肌肉。
"研究结果表明,衰老细胞利用细胞间的交流来影响再生过程。它们分泌的分子向成熟的肌肉纤维发出信号,使其脱分化为肌肉祖细胞。这些细胞可以自我繁殖,也可以分化成新的肌肉细胞,从而加强再生过程。这种信号传递似乎是促进再生的一个重要部分,"Yun博士说。
目前,该小组专注于肌肉,这是再生肢体中最重要的组织之一。然而,该小组已经在研究衰老细胞信号传递是否也有助于其他组织的再生。
蝾螈的教训
"蝾螈是为数不多的似乎能抵抗自然衰老过程的动物物种之一。它们不会出现典型的衰老迹象,也不会积累与年龄有关的疾病,如癌症。他们还具有非凡的愈合能力,"Yun博士说。这些动物可以再生它们身体中的几乎任何器官。
研究蝾螈有助于Yun博士和她在CRTD的同事了解再生过程的原理,从长远来看,可能有助于解决为什么人类的再生能力非常有限这一难题。