摘要：在一项新研究中，哥本哈根大学的研究人员通过改变饮食，成功培育出更易发育成其他细胞类型的干细胞，例如更年轻、更健康的自身。这些干细胞比普通干细胞更擅长分化成肝脏细胞、皮肤细胞或神经细胞等特化细胞，而这正是干细胞的核心特性。

哥本哈根大学的研究人员发现，“超级干细胞”比普通干细胞表现更好，能够发育成多种不同类型的细胞，具有许多潜在应用，包括改善体外受精治疗。

想象一下，如果减少卡路里摄入就能让你更年轻，那会是怎样一番景象？干细胞几乎可以做到这一点。

在一项新研究中，哥本哈根大学的研究人员通过改变饮食，成功培育出更易发育成其他细胞类型的干细胞，例如更年轻、更健康的自身。这些干细胞比普通干细胞更擅长分化成肝脏细胞、皮肤细胞或神经细胞等特化细胞，而这正是干细胞的核心特性。

干细胞

干细胞是我们体内最基本、最独特的细胞，它们能够自我复制，并在分化过程中分化成其他特化的细胞类型，例如肝细胞、皮肤细胞或神经细胞。胚胎干细胞 (ESC) 是从胚胎中培养并培养在培养皿中的。这些细胞可以在培养皿中发育成特化的细胞类型。

未来，研究人员相信干细胞可用于开发新的治疗方法，例如替换或修复受损的组织和器官，或恢复因疾病或损伤而丧失的功能。这被称为再生医学。

“我们发现，通过改变饮食，干细胞可以恢复活力，并转化为‘超级干细胞’。这会迫使它们以不同于正常的方式代谢能量，而这个过程本质上是对干细胞的重新编程。最终结果是，它们的行为就像处于早期发育阶段一样，这增强了它们发育或分化成其他类型细胞的能力，”本文第一作者、诺和诺德基金会干细胞医学中心（又称reNEW）助理教授罗伯特·博恩（Robert Bone）说道。

具体来说，研究人员改变了干细胞生长培养基中糖的类型。细胞利用糖来产生能量。

“真正令人惊讶的是，它们不仅分化能力更强，而且与标准培养条件下的干细胞相比，它们随着时间的推移，保持状态和健康的能力也更强。而且这一切都是通过一种相对简单的方法实现的，”reNEW 教授、通讯作者 Joshua Brickman 说道。

可以改善生育治疗

Joshua Brickman 指出，“超级干细胞”未来有许多潜在用途：

“鉴于我们现在有了一种简单的细胞再生方法，我们想研究这种方法如何作用于各种类型的细胞。例如，我们能否利用这种饮食来恢复肝脏或心脏细胞的活力，并用它们来治疗充血性心力衰竭或肝硬化患者？或许，我们还可以运用这种方法再生衰老细胞，治疗帕金森病、骨质疏松症或糖尿病等疾病。”

研究人员感兴趣的一个领域是生育治疗，特别是体外受精（IVF）。事实证明，“超级干细胞”擅长产生在早期胚胎发育过程中形成的某种组织，而这种组织对于IVF治疗的成功至关重要。

“‘超级干细胞’似乎更擅长制造一种细胞谱系，这种细胞谱系最终会发育成卵黄囊。先前的研究发现，培养皿中胚胎的卵黄囊形成对其着床和成功妊娠至关重要，”罗伯特·博恩说道。

“我们希望通过开发一种使用相同代谢过程的体外受精培养物来改进体外受精技术。希望它能作为临床胚胎培养方案的一部分，以提高植入的成功率，”Joshua Brickman补充道。

阅读研究“通过 NAD+ 依赖性脱乙酰化改变代谢程序细胞身份”。

方法

在这项研究中，研究人员为小鼠胚胎干细胞 (ESC) 研制了一种新的培养基。简而言之，他们将培养基中的一种糖——葡萄糖——替换成了另一种糖——半乳糖。这种“饮食”的改变会阻碍正常的葡萄糖代谢，并将细胞的能量来源限制在一种名为氧化磷酸化的代谢过程中。

通过改变营养来源，ESC 被重新编程到早期发育阶段，从而增强其分化为其他类型细胞的能力。

研究人员发现，一种已知能调节细胞衰老的特定信号蛋白被糖代谢的变化激活。这反过来又使其他关键蛋白质更好地与DNA结合。

新的代谢过程最终导致DNA在包含冗余遗传信息的区域更加密集，而在包含重要相关指令的区域则相对稀疏。这既降低了无关信息的量，又放大了直接相关的信息。

这种改进的“信噪比”使干细胞能够更好地理解它们应该做什么，并像早期发育阶段一样表现得更好，从而作为干细胞表现得更好。

研究人员发现，“信噪比”的下降也是衰老某些特征背后的原因：这就像带你的祖父母去一家拥挤的餐厅，他们听不见有两个原因：你说话声音不够大，而且他们无法过滤背景噪音。衰老的干细胞在聆听自身基因组时可能也存在同样的问题。

资料来源：Joshua Brickman 教授，reNEW

来源：小李讲科学