永乐国际最新版下载-卡路里限制可以增加干细胞数量,还能干掉基因突变细胞!

  来源: 奇点网

  说起少吃,我第一个想到的是抗衰老。

  像癌症这样与年龄有关的疾病,很大一部分是由于长时间积累下来的基因突变,而卡路里限制(CR)能够防止许多衰老带来的变化,从而延长寿命、减少疾病发生。

  难不成少吃还能减少突变积累?此前一些研究发现,CR能够减轻细胞内的氧化应激并增强DNA修复,同时,CR还可能在组织层面上发挥作用。比如此前在果蝇中进行的一项研究显示,在CR条件下,肠道中适应性比较差的细胞会被自然淘汰,最大程度地保留衰老时肠道的完整性。

  而最近在《细胞报告》杂志上发表了一篇论文发现,在哺乳动物中这样的机制也是存在的。减少40%热量摄入的小鼠,肠道隐窝干细胞竞争更加激烈,携带基因突变的细胞存活几率下降了22%!

  看来没有食物的日子确实比较容易发生斗争(不是

热量限制促进细胞竞争,增加突变细胞的淘汰

  让我们首先来了解一下事件的发生地,小肠。

  哺乳动物的肠道并不是平滑的,而是充满了弯曲上皮细胞形成的突起,也就是所谓的小肠绒毛。这些绒毛的结构很有意思,绒毛上的的细胞都是成熟的细胞,负责增殖的干细胞则位于绒毛之间的“坑底”,也就是小肠隐窝底部,新生细胞像传送带那样沿着绒毛向上逐渐移动,被淘汰的细胞则从绒毛顶端脱落。

  这种自我更新的速度很快,所以肠道细胞的寿命很短,大多数只能存活几天。

小肠绒毛 | wiki

  小肠作为直接接触外来物质(吃的)的一道屏障,其实是经常暴露于会损伤DNA的物质中的,不过正是因为小肠上皮细胞的高速更新,绝大多数发生了突变的细胞很快就被更新掉了,如此也就防止了突变细胞的繁殖。

  当然了,位于坑底的干细胞们寿命还是比较长的,它们积累DNA突变的机会比山顶的朋友们要大得多。不过这些干细胞们内部也存在很激烈的资源竞争,所以邻居们也总是换人,这种现象叫做干细胞竞争(stem cell competition)。

  所以其实大部分干细胞,包括那些不小心突变了的干细胞,最终也是会被淘汰掉的,除非这个突变干细胞强到一定地步,整个隐窝中都是它的突变后代,这样的情况下突变才会被留存下来。

  以上就是事件的背景了。

  那么少吃是怎么在干细胞竞争中横插一脚的呢?

  为了能够贴身观察干细胞们打架,研究者们给小鼠插入了一个报告基因,这个基因被诱导激活之后,细胞可以随机表达四种颜色荧光蛋白的其中一种,这样就能够在活体成像技术的帮助下清楚观察到相邻的单个细胞了。同时,这个报告基因也可以作为一种无害的基因突变与正常细胞做比较。

  下面我们把有这个突变的干细胞叫做彩色干细胞,正常干细胞就还叫正常干细胞。

  该开始给小鼠节食了。CR小鼠的饮食方案保障了营养供给,热量降低了40%。8周之后,这些小鼠体重下降了25.1%±7.4%,不过小肠的长度和宽度没有改变。和前人的研究结果一致,CR小鼠肠道中的干细胞和其他的小生境细胞数量都增加了,隐窝的体积也增加了。

一个个隐窝和其中的多个干细胞,可见CR小鼠的隐窝更大、细胞更多

  研究者所料,彩色干细胞和正常干细胞之间的竞争主要有三种情形:第一,彩色干细胞败,正常干细胞数量更多;第二,二者势均力敌;第三,彩色干细胞胜,隐窝中彩色干细胞数量远超。

三种情况

  有意思的是,在多次成像测量中,CR小鼠的彩色干细胞克隆的平均大小都比正常饮食小鼠要小,这说明干细胞竞争的速度比较慢。这也难怪,CR下干细胞总数增加了,对手更多,战斗是要持续得长一些。

  研究者还对比了CR小鼠和正常小鼠的干细胞增殖速率以及其他的影响因素,确认CR使得干细胞竞争速度减缓确实就是干细胞数量变多的直接后果。

  那么竞争对手变多、战斗更激烈,突变细胞的生存率如何呢?

  研究者在诱导激活报告基因后的48小时和12周分别测量了彩色干细胞克隆的数量,来看下结果。

  在正常饮食的小鼠中,12周之后631个克隆有96个依旧还在,留存率15.21%;在CR小鼠中,留存率只有11.82%。这说明,CR使小鼠的突变细胞生存几率降低了22.29%!

CR中突变细胞存活下来的几率更低

  报告基因还算是个不好不坏的基因突变,那携带致癌突变的细胞会不会也因此难以生存呢?

  这次研究者就没能再让突变干细胞变彩色了,因为同时转报告基因和致癌基因这也不知道小鼠受不受得了,所以最后是用RNAScope来标记APC基因缺失细胞。APC缺失诱导肠道腺瘤嘛。

  略过中间的麻烦过程直接说结论,对致癌的APC突变干细胞来说,也是受到CR影响更难存活的,它们想要占领一个完整的隐窝,同样要面临更激烈的竞争、需要更长的时间。也就说是,CR能够帮助清除突变细胞。

APC缺失细胞在CR下更难存活

  少吃的理由又多了一条,我这又兴奋又难过的情绪是怎么一回事……

Author

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注