結合細胞生物物理測定與生物分子指標,更精準測定人類細胞年齡

作者 | 發布日期 2017 年 08 月 02 日 13:30 | 分類 醫療科技 follow us in feedly

來自約翰霍普金斯大學、耶魯大學以及美國國家癌症研究中心(National Cancer Institute of the National Institutes of Health)的研究團隊,研發一套系統能測量細胞內分子功能及其他細胞內重要因子運算,得知人類細胞精確生化年齡。這項系統使用大量的細胞分子為參數,全面性收集細胞老化相關數據,並利用細胞生物物理特性來測量細胞的功能、細胞分泌情形與能量運用等資訊。這項研究成果已經發表於科學期刊《Nature Biomedical Engineering》。



這項研究的主要作者康乃爾大學威爾醫學院博士後研究員  Jude M. Phillip 表示,研究團隊在這項研究中結合了一些主要的傳統老化生物分子特徵,並希望以此研究細胞老化的生物物理特性。

在先前的老化相關研究中,科學家大多將研究著眼於身體組織與器官的功能改變,像是肺活量與心臟功能為指標的研究,或者從分子層級的基因表現、表觀遺傳(epigenetics)修飾與代謝情形研究老化,卻因此忽略了介於中間的以細胞為主體的研究。

研究團隊從 32 組受試者分別取得初級真皮纖維母細胞(dermal fibroblast)樣本進行研究,研究取樣的對象包含男性和女性,受試者年齡最小的只有 2 歲,最年長的則到達 96 歲。研究者將樣本分成 3 類,進而發現包含細胞的運動、附著力、外觀型態以及細胞遷移等細胞生物物理功能下降指標,比起以傳統生物分子指標更能精準地判斷細胞年齡,證明細胞的生物物理特性比生物分子更適合當細胞老化指標。

研究人員又進一步以幾種高通量單細胞技術分析相對健康的男性與女性細胞,再和患有成人型早老症(又稱成人早衰症,Werner Syndrome)或早年衰老症候群(Hutchinson-Gilford Progeria syndrome)這兩種會造成患者過早老化的罕見基因型疾病的患者樣本進行比較。研究團隊發現,計算細胞年齡能幫助判斷細胞表現並做為壽命長度的指標。

Phillip 表示,這套系統不只能夠幫助判斷細胞年齡,更重要的是它能檢測細胞的健康程度。在臨床上,醫生也能以這套系統來檢測患者的細胞年齡,在患者出現因年齡增長而導致的健康退化之前先一步調整處方,或讓患者得以調整生活型態以應付身體老化。

(首圖來源:Flickr/Simon Blackley CC BY 2.0)