维生素C打开多能干细胞治病之门 或能解决衰老问题

xiaojia

今天你补维C了吗？

近70年来，服用维生素C成为人们补充营养最普遍的做法。这种吃上去酸酸的药片似乎是万能的：女士用它美容养颜，男士用它保持精力，医生们用它来帮助患者缓解感冒症状、增强抵抗力，国外研究甚至发现它还可以改善心情。然而，维生素C的作用还远不止于此，日前，它的又一项功效被揭示。

12月2日，中国科学院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿等科学家的一篇论文，以封面文章形式发表在国际权威学术期刊《细胞·干细胞》上。研究发现维生素C能够促进体细胞“变身”为诱导多能干细胞（IPS），从而扫除体细胞“变身”为诱导多能干细胞的分子障碍。

维生素C成为诱导多能干细胞这门最新科研领域的一把新钥匙。


◎多能干细胞技术能够将任何一个阶段的细胞，恢复到只有受精卵胞才具备的多潜能阶段。这就好比让已经成熟的体细胞“变身”，让衰老的细胞重新活一次

◎在适当的诱导条件下，体细胞能变成具有胚胎干细胞一样分化潜能的多能干细胞，可以神奇地分化成特定组织的细胞，具有再生各种组织器官的潜在功能

◎诱导多能干细胞技术这扇门并不是一推就开，原来其诱导有效率仅有万分之一，维生素C通过一种特殊酶降低分子障碍影响，提升细胞“变身”效率100倍

Q1

衰老细胞可以重生吗？

胚胎干细胞被医学界称为“万用细胞”，它存在于胚胎中，获取难度较大，而且涉及到伦理问题。近年来，一种新的生物技术——诱导多能干细胞出现，将成年细胞经过诱导成类似胚胎干细胞状态。

衰老本来是生物发育过程中不可逆转的自然现象。但有趣的是，多能干细胞技术能够将任何一个阶段、甚至是高龄老人的细胞，恢复到只有受精卵胞才具备的多潜能阶段。这就好比让已经成熟的体细胞“变身”，恢复到了最原始、最年轻的状态，让衰老的细胞重新活一次。

2010年，中国科学院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿的实验室研究成果显示：发育的逆转过程是有规律可循的，它是由一个被称为“间充质向上皮转化”的机制所启动，该研究揭示了形成诱导多能干细胞的重编程过程的启始机制，为继续改进诱导多能干细胞技术提供了理论依据。该研究成果发表在2009年的《细胞·干细胞》杂志上。

诱导多能干细胞课题已经成为全世界生物科学的研究重点，中国最早的诱导多能干细胞系，于2007年在中国科学院广州生物医药与健康研究院诞生。

在诱导胚胎干细胞实验室里，科学家们所做的事就是让细胞“返老还童”。细胞需要经历出生、成长、成熟、死亡四个阶段，如果将已进入成熟阶段的细胞再诱导回出生阶段，那就大功告成。

Q2

多能干细胞有什么用？

研究诱导多能干细胞究竟有何意义？

裴端卿解密，所谓诱导多能干细胞就是像“施魔法”一样，在成体细胞中导入外源因子，在适当的诱导条件下，这些体细胞能在体外培养皿中变成多能干细胞，这种多能干细胞具有胚胎干细胞一样的分化潜能，可神奇地分化成特定组织的细胞，具有再生各种组织器官的潜在功能，却不会发育成单独的个体。

“很可能器官移植的问题就靠它解决了。”裴端卿说。

在生物学界，除了诱导多能干细胞之外，还有另一种让衰老细胞逆转的办法，就是利用卵母细胞。

“把卵母细胞的细胞核去掉，然后将成体细胞核转移到去核的卵母细胞中，简而言之就像是鸡蛋，拿走了蛋黄，用另一个蛋的蛋黄来替换。”裴端卿团队中的王涛博士形象地比喻。“但是要取人体的卵母细胞需要通过手术，还涉及人类的伦理问题。”

而取自身体细胞进行诱导多能干细胞，便不会遇到这种尴尬。“这实际上是一个自产自销的过程。以地中海贫血患者造血干细胞移植为例，目前都是移植捐献者的造血干细胞，若将来可以实现将自体细胞诱导成多能干细胞，分化成造血干细胞，再重新移植进患者体内，就不存在免疫排除的问题。”裴端卿说。

看得更远一点，若技术不断发展成熟，由于诱导多能干细胞“年轻力壮”，再生和分化能力非常强，那么短缺的器官源也很可能得到解决。也许，人的疾病和衰老问题随之也将得到解决。不仅如此，帕金森症、糖尿病、地中海贫血、老年痴呆、脊髓性肌萎缩症的治疗或许都能在此找到答案。

Q3

维生素C起什么作用？

诱导多能干细胞技术这扇门并不是一推就开。在早期的研究表明，其诱导有效率仅仅只有万分之一。如何提高这个成功率？裴端卿团队经过多方实验，终于发现维生素C能派上大用场。

早在1920年，英国生物化学家德鲁蒙首次将一种抗坏血病物质称作“维生素C”。1934年，维生素C在瑞士实现了工业化生产，并投放市场。如今，维生素C是否能延缓衰老，在科学方面没有确凿证据，但因为其能降低过氧化物，而过氧化物又恰恰是促进细胞衰老的原因之一。

诱导多能干细胞在很早以前就进入了科研领域，但诱导的机理不明、效率低下等问题长期困扰着科学家。

广州生物医药与健康研究院的科学家们在研究中发现，多能干细胞诱导效率低的原因之一正是大量过氧化物的产生，并伴随着快速的细胞老化。

“由于维生素C具有降低过氧化物的能力，我们就在想如果将它注入到体细胞，用以抑制细胞衰老，应该可行，没想到竟然有惊人的效果。”裴端卿表示，维生素C被加入几种培养基配方后，体细胞的诱导有效率竟然从0.1‰提高到1%，提升了足足100倍。“这相当于从行走速度4公里/小时提高到高速火车400公里/小时的水平。”

就这样，维生素C成为非常受科学家们欢迎的加速剂。这个研究成果在2009年的12月被发表在世界权威杂志《细胞·干细胞》中，并且被选为封面文章，而美国和世界各大媒体也在2010年对此进行了充分介绍。

Q4

维生素C如何发挥效力？

维生素C能起到促进作用的机理是什么呢？两年多来，裴端卿团队继续进行了大量基础研究。他说：“我们不仅用维生素C做实验，我们还用了维生素B1、亚硒酸钠、SOD等，但是还是发现维生素C的效果最好。”

“本来未处理的体细胞，在体外传代到第6代时已经老化得不能再变身为多能干细胞，但用了维生素C，细胞体外传代甚至到第12代都没有表现出衰老的表型，仍然能保持与原细胞一样的变身潜能。”裴端卿解释。

经过多次试验，裴端卿等终于发现了制约体细胞“变身”的一种分子障碍：原来，维生素C是通过一种特殊酶降低这种分子障碍的影响，从而提高细胞“变身”效率。而这种特殊酶，便是科学家从数十种酶中筛选出的、能显著提高细胞重编程效率的酶——组蛋白去甲基化酶。

这一研究成果于12月2日发表在《细胞·干细胞》上，并得到了国外科学家的高度评价。

美国斯坦福大学干细胞生物学家马吕斯·魏理格博士说：“这一研究结果阐明了这个蛋白质与维生素C协同作用，能够打开完成重编程所必需的‘沉睡基因’从而推动重编程，是人们试图从分子水平上理解细胞重编程机理的一个里程碑式的发现，对于细胞和再生医学研究具有广泛和深远的意义。”

美国加州大学洛杉矶分校著名干细胞学者凯莎琳·普拉施博士也表示：这项研究为人类寻找通过研究重编程的机理来揭示细胞命运调控，将提供可靠的依据。

裴端卿说：“被人们发现和利用了几十年的维生素C还远远未被完全认识，其作用机理实际上很复杂。为什么它可以保健、可以美容、可以抗衰老，此前研究都停留在浅层阶段，探索其奥妙还大有可为。”