
2月1日,凱萊譜代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)室協(xié)助中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所、中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所(國(guó)家生物信息中心)等多家機(jī)構(gòu)于nature子刊Cell Discovery雜志發(fā)表研究成果,提出尿苷(Uridine)這一常見(jiàn)的小分子代謝物能顯著促進(jìn)哺乳動(dòng)物的組織再生。
凱萊譜代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)室在該研究中主要協(xié)助客戶完成了涉及多種不同物種的細(xì)胞和組織非靶向代謝組學(xué)檢測(cè)和分析,并針對(duì)非靶向代謝組研究中發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵生物標(biāo)志物進(jìn)行了基于LC-MS/MS技術(shù)平臺(tái)的方法開(kāi)發(fā)和樣本檢測(cè)。
發(fā)布于nature子刊Cell Discovery雜志的論文
青春永駐是自古以來(lái)人類(lèi)永恒的追求,F(xiàn)代延緩衰老的相關(guān)研究主要關(guān)注于如何延緩身體機(jī)能退化,保持年輕的活力,并最終減少老年性疾病的發(fā)生,而如何讓衰老的細(xì)胞和組織恢復(fù)再生活力是衰老科學(xué)研究的重要命題之一。
不同于我們所熟知的能夠斷肢再生的低等動(dòng)物蠑螈,大多數(shù)哺乳動(dòng)物沒(méi)有完全再生器官的能力。
圖1:轉(zhuǎn)錄組學(xué)和非靶向代謝組學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)流程圖
(圖片引用自論文)
為了找出與較強(qiáng)再生潛能密切關(guān)聯(lián)的代謝控制途徑,本文的研究團(tuán)隊(duì)選取了蠑螈斷肢再生的芽基、鹿茸干細(xì)胞、年輕和年老食蟹猴組織(包括腦、心、肝、腎、肌肉、脂肪、皮膚、血液)以及年輕和衰老的人類(lèi)間充質(zhì)干細(xì)胞進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組學(xué)和非靶向代謝組學(xué)的檢測(cè)與聯(lián)合分析(圖1),并利用這些結(jié)果繪制出了一幅跨物種、跨年齡、跨組織的多種細(xì)胞類(lèi)型的代謝圖譜。結(jié)果顯示,在再生能力強(qiáng)的生物樣本中多胺代謝、嘧啶代謝和脂質(zhì)代謝通路的代謝小分子高度富集。
在此基礎(chǔ)上,研究者們對(duì)可能參與組織再生的代謝物進(jìn)行了進(jìn)一步的篩選,發(fā)現(xiàn)了小分子代謝物尿苷能夠增強(qiáng)生理性衰老和病理性衰老的間充質(zhì)干細(xì)胞的活力。利用靶向檢測(cè)的方法,該研究發(fā)現(xiàn)在年輕人血漿中的尿苷含量要顯著高于其在老年人血漿中的含量。
圖2:尿苷對(duì)骨骼肌損傷(SMI)、心肌梗死(MI)和肝纖維化(LF)過(guò)程中組織再生與修復(fù)的促進(jìn)作用
(圖片引用自論文)
最后在小鼠模型中的研究證明,尿苷處理過(guò)的小鼠相較于對(duì)照組更加“老當(dāng)益壯”,其組織的損傷修復(fù)能力更強(qiáng)(包括骨骼肌損傷模型、心肌梗死模型和肝纖維化模型等),肢體抓握力和運(yùn)動(dòng)能力也有了顯著提升,確定了尿苷能有效地增強(qiáng)組織的損傷修復(fù)/再生能力(圖2),揭示了單一代謝物對(duì)促進(jìn)哺乳動(dòng)物多器官組織再生修復(fù)過(guò)程的重要作用。
本文中的研究,為科學(xué)家們尋找再生密碼,解開(kāi)生命的奧秘提供了重要的線索和思路。而隨著生物技術(shù)的日益精進(jìn),代謝組學(xué)作為一種可以廣泛運(yùn)用于不同物種、不同樣本類(lèi)型的科研工具,在繪制跨細(xì)胞代謝圖譜、捕捉和發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵代謝規(guī)律和調(diào)控機(jī)制等方面的作用也將更加凸顯。
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