Nature：长寿神药又有神用处，这回能让胚胎长期休眠_医疗健康

2016

11/25

09:27

生物探索医疗健康

加州大学三藩分校的研究人员发现近期被认为是长寿神药的mTOR抑制剂能让小鼠的早期胚胎在实验室停止发育长达一个月。这个发现在辅助生殖、再生医学、衰老甚至癌症上都有潜在的应用前景。

此项研究于2016年11月23日在线发表Nature上。研究人员发现药物可以抑制细胞生长的主要条件因子mTOR，让这些早期胚胎进入一个稳定的和可逆的休眠状态。

该研究的第一作者Aydan Bulu- Karslioglu博士说：“通常在实验室里囊胚期的胚胎只能持续一天或两天。但用mTOR抑制剂处理的囊胚能存活4周。”Bulut-Karslioglu和其同事证实了当mTOR抑制剂移除时，胚胎能够快速回复正常生长，如果被移植入母鼠体内能发育成健康的小鼠。

UCSF的副教授，通讯作者RamalhoSantos博士介绍这是非常让人惊讶的，因为小鼠怀孕只持续20天。对于30天“暂停”的胚胎来说，如果正常发育的话它们已经是开始断奶的幼崽了。

mTOR抑制剂能让小鼠囊胚进入长期休眠

进一步的实验表明，体外培养的来源于囊胚期的小鼠胚胎干细胞，也可以通过mTOR抑制剂进入休眠。研究小组发现药物通过减少整个基因组的基因活性起作用，一些所谓的“抑制因子”的基因可能抑制其它基因活性。研究人员测试了一些不同的mTOR抑制剂，发现最有效的是一个新的合成药物Rapa-Link，是最近由UCSF的Kevan Shokat博士实验室开发出来的。

研究人员认为，休眠应该可能延长比在本研究中观察到的三十天更长的时间，Bulut-Karslioglu说：“我们的休眠囊胚用完它们的一些必要的代谢物后，最终都会死去。如果我们可以提供那些培养基中有限的营养，我们应该能够将它们维持更长时间。我们只是不知道它们到底需要什么。”

药物诱导休眠模仿小鼠中自然停止妊娠

Bulut-Karslioglu和同事们证明了他们能够通过阻断mTOR诱导囊胚进入休眠状态，与小鼠的在怀孕早期停孕的自然能力几乎相同。这种暂时的停滞，称为滞育，发生在动物王国从小鼠到袋鼠的各个哺乳动物中，它通常让母亲在食物短缺或是其它压力下延迟妊娠。

mTOR有可能参与滞育过程，RamalhoSantos说：“mTOR作为一个营养传感器调节发育时间。它不只是盲目地驱动细胞生长；它会根据环境中的可用营养水平调节细胞生长。”

因为人类从受精到着床的时间是很难衡量的，一个未解决的问题是人类是否在囊胚阶段也有滞育。不过，从体外受精的实施事例中发现偶尔有人工胚胎移植时机和受孕之间特别长的怀孕例子，所以人类也有可能在某些情况下，有让受精胚胎植入延迟的能力。

将干细胞置于休眠状态的能力对许多医学领域都有影响

新的研究可能会对辅助生殖领域产生很大的影响，目前的研究人员在还不能解决胚胎一旦达囊胚期即快速降解的问题。让囊胚进入休眠可以避免冷冻胚胎，为从业人员提供更多的时间来测试受精囊胚植入前遗传缺陷。

mTOR抑制剂已经在临床试验中用于治疗某些类型的癌症，新的研究结果表明这种方法有一个潜在的危险，Ramalho Santos说：“我们的研究结果表明，mTOR抑制剂可以减缓肿瘤的生长，使肿瘤缩小，但能留下这些休眠的肿瘤干细胞能够在治疗中断后恢复扩散。这需要大家使用第二或第三线的药物，杀死那些剩余的休眠细胞。”

作者很想知道mTOR抑制剂和下游相关的生化途径是否可以驱动干细胞在后来的发展阶段进入休眠状态，这可能在再生医学领域，修复或更换生病的器官中有重大影响。对衰老研究的结果也有潜在的效应，mTOR抑制剂已经显示能够延长小鼠和其他动物的生活，作者认为这是保持的干细胞更年轻可能导致的结果。

“这是基础科学巨大影响力的一个很好的例子，”Ramalho Santos说，“我们不是在寻找暂停囊胚发育或模仿滞育的方法。我们并没有试图模拟衰老，测试癌症疗法或发展更好的组织再生及器官移植技术。实验并不是以这些为目的设计的，但我们的实验告诉我们，有些东西我们必须去理解，我们不能忽视它们能将我们指引到哪里。”

来源：生物探索

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