超级干细胞通过改变饮食成为更好的自己

在一项新的研究中，哥本哈根大学的研究人员通过改变饮食成功地创造了更善于发育成其他细胞类型的干细胞，比如更年轻、更健康的自己。这些干细胞在产生肝脏、皮肤或神经细胞等特化细胞方面比正常干细胞更好，这是干细胞的核心特征。

这项研究“通过NAD+依赖性脱乙酰化改变代谢程序细胞身份”已发表在《EMBO杂志》上。

第一作者、诺和诺德基金会干细胞医学中心（也称为reNEW）助理教授Robert Bone说：“我们发现，通过改变饮食，干细胞可以恢复活力并变成‘超级干细胞’。这迫使它们以与正常不同的方式代谢能量，这一过程本质上是对干细胞进行重新编程。”。

“最终的结果是，它们的行为就像它们在早期发育阶段一样，这增强了它们发育或分化为其他类型细胞的能力。”

具体来说，研究人员改变了干细胞在培养基中可用的糖的类型。细胞利用糖来产生能量。

>“真正令人震惊的是，与标准培养条件下的干细胞相比，它们不仅更善于分化，而且随着时间的推移，它们更能保持健康。而且这是用一种相对简单的方法完成的，”通讯作者、reNEW教授Joshua Brickman说。

可以改善生育治疗

约书亚·布里克曼指出：“‘超级干细胞’在未来有许多潜在的用途。”。

“鉴于我们现在有一种简单的方法来恢复细胞活力，我们想研究这种技巧如何在各种细胞类型上发挥作用。例如，我们可以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吗？也许我们可以用这个技巧来再生衰老的细胞，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。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类型的组织，这对成功的试管婴儿治疗很重要。

Robert Bone说：“‘超级干细胞’似乎更擅长制造的一件事是形成一种称为卵黄囊的细胞谱系。之前的研究发现，在培养皿中培养的胚胎中形成卵黄囊对其植入和成功怀孕的能力非常重要。”。

“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。希望它可以作为他们在临床上使用的胚胎培养方案的一部分，以提高植入成功率，”Joshua Brickman补充道。

干细胞

干细胞是我们身体中最基本、最独特的细胞，它们可以自我复制并进化成其他特殊的细胞类型，如肝脏、皮肤或神经细胞，这一过程被称为分化。胚胎干细胞（ESCs）从胚胎中生长并保存在培养皿中。这些细胞可以在培养皿中发育成专门的细胞类型。

未来，研究人员认为干细胞可用于开发新的治疗方法，以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。

方法

在这项研究中，研究人员为小鼠胚胎干细胞（ESCs）创造了一种新的培养基。简单地说，他们用另一种糖半乳糖代替了培养物中的一种糖，即葡萄糖。这种“饮食”的改变阻碍了正常的葡萄糖代谢，并将细胞的能量来源限制在称为氧化磷酸化的代谢过程中。

通过改变营养来源，胚胎干细胞被重新编程到发育的早期阶段，从而增强了它们分化为其他类型细胞的能力。

研究人员发现，一种已知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。

新代谢过程的最终结果是，DNA在具有冗余遗传信息的区域比在具有重要相关指令的区域更密集地“堆积”。这既减少了不相关的信息量，又放大了直接相关的信息。

这种改善的“信噪比”使干细胞更好地了解它们应该做什么，表现得像早期发育阶段的干细胞，表现得更好。

研究人员发现，“信噪比”的恶化也是衰老的某些特征背后的原因：这几乎就像带你的祖父母去一家拥挤的餐厅，他们听不见，原因有两个：你说话声音不够大，他们无法过滤掉背景噪音。衰老的干细胞可能也有同样的问题，即听自己的基因组。p