哈佛教授辛克萊新研究，引首富馬斯克關(guān)注，國(guó)人學(xué)者貢獻(xiàn)卻被忽視
近日，哈佛大學(xué)教授大衛(wèi)·辛克萊發(fā)表了一項(xiàng)研究，通過一種新型重編程方法，成功使衰老細(xì)胞在4天內(nèi)年輕3歲[1]。他本人更是樂觀地預(yù)言，未來也許只需要一粒藥丸就能逆轉(zhuǎn)衰老。
就連一向反對(duì)抗衰延壽的世界首富馬斯克，也忍不住好奇起來，在辛克萊的推特下留言詢問研究細(xì)節(jié)。
但與此同時(shí)，不少研究人員認(rèn)為這不過是辛克萊的又一次炒作。
比如來自貝索斯旗下Altos實(shí)驗(yàn)室、同樣研究重編程的摩根·萊文認(rèn)為，辛克萊明顯夸大了這項(xiàng)重編程研究的意義，這樣的急功近利只會(huì)阻礙重編程的發(fā)展。
那么，這篇深陷輿論旋渦中的論文，真實(shí)含金量到底如何？
重編程逆轉(zhuǎn)衰老并不算稀奇，時(shí)光派就報(bào)道過不少。
實(shí)驗(yàn)中“4天3歲”的抗衰成果，也只能說是正常發(fā)揮，畢竟還有貝索斯旗下Altos實(shí)驗(yàn)室“13天年輕30歲”[2]的研究珠玉在前。
圖注：2022年的一項(xiàng)重編程實(shí)驗(yàn)中，53歲的皮膚細(xì)胞在13天內(nèi)年輕了近30歲
這么聽下來，辛克萊的研究似乎并不出彩？并非如此。
之前的研究大多數(shù)是通過基因療法進(jìn)行重編程，而辛克萊用的卻是化學(xué)重編程方法，這就有了質(zhì)的差別。
通過基因療法進(jìn)行重編程，主要是通過表達(dá)Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc（OSKM）四種山中因子，將擔(dān)任不同功能的成熟體細(xì)胞誘導(dǎo)為可以分化成多種細(xì)胞類型的多能干細(xì)胞，相當(dāng)于使成人恢復(fù)胎兒狀態(tài)，細(xì)胞自然會(huì)變得更年輕。
但這種方法存在一個(gè)致命的缺陷——致癌。
重編程后小鼠變年輕了不假，但同時(shí)體內(nèi)多個(gè)器官出現(xiàn)畸胎瘤[3]，這樣的逆轉(zhuǎn)衰老誰敢要？
好在，隨著相關(guān)研究不斷深入，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)如果在重編程過程中去掉癌癥相關(guān)基因c-MYC，只表達(dá)OSK三個(gè)基因，又或者將表達(dá)OSKM的時(shí)間控制在一定范疇內(nèi)，就不會(huì)致癌。
當(dāng)然，有得就有失，雖然兩種方法不會(huì)致癌，但它們逆轉(zhuǎn)衰老的效果也有所降低。如果說原來的重編程技術(shù)是從成人變成胎兒重新投胎，那改進(jìn)后的技術(shù)就只能回到兒童狀態(tài)，細(xì)胞依然保留身份特征。
但人們依然對(duì)重編程充滿疑慮。因?yàn)橥ㄟ^腺相關(guān)病毒（AAV）將山中因子這類遺傳物質(zhì)引入體內(nèi)的做法，相當(dāng)于將山中因子整合進(jìn)基因組里，不僅成本高，還可能存在未知的隱患。
相比之下，化學(xué)重編程，即通過化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行重編程逆，不僅更加安全，成本也能大幅降低，更易于為大眾所接受。技術(shù)成熟后，未來甚至可以將這些化學(xué)物質(zhì)放在藥丸中，只需一粒就可以實(shí)現(xiàn)重編程效果。
而辛克萊選擇的路，就是希望找到能夠模擬OSK重編程效果的化學(xué)物質(zhì)，從而逆轉(zhuǎn)衰老。
辛克萊的實(shí)驗(yàn)思路非常清晰。
No.1
找到有重編程潛力的化學(xué)小分子
此前，清華大學(xué)丁勝團(tuán)隊(duì)[4]、北京大學(xué)鄧宏奎團(tuán)隊(duì)[5]都曾研究過化學(xué)重編程的問題，成功發(fā)現(xiàn)了一些能夠誘導(dǎo)重編程的化學(xué)小分子。
辛克萊在這些研究成果基礎(chǔ)之上，選取了24個(gè)能夠誘導(dǎo)重編程的化學(xué)小分子，每5-7個(gè)為一組，排列組合，從中進(jìn)行篩選。
No.2
驗(yàn)證混合物的重編程效果
為了快速完成篩選，辛克萊團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種高通量細(xì)胞檢測(cè)方法——NCC系統(tǒng)。
NCC意為核質(zhì)分離，該現(xiàn)象在細(xì)胞衰老過程中受到破壞。
為了便于理解，可以把細(xì)胞想象為一家公司，其中細(xì)胞核是總經(jīng)理，負(fù)責(zé)公司的策略和方向（儲(chǔ)存和處理遺傳信息）；細(xì)胞質(zhì)是生產(chǎn)部門，代謝和蛋白質(zhì)合成等大部分生命活動(dòng)都在這里進(jìn)行。
總經(jīng)理和生產(chǎn)部門都有各自的職能，但又可以通過郵件、文件（核孔復(fù)合體）等方式交流協(xié)作，這種既相對(duì)獨(dú)立又有物質(zhì)交換的情況，就是“核質(zhì)分離”。
圖注：細(xì)胞中的不同區(qū)室分割，其中C為細(xì)胞質(zhì)，Nu為細(xì)胞核
但在細(xì)胞衰老過程中，核質(zhì)分離被破壞，相當(dāng)于公司運(yùn)行方式出現(xiàn)問題，總經(jīng)理的秘密文件錯(cuò)誤地流傳到了生產(chǎn)部門（核蛋白滲漏到細(xì)胞質(zhì)中），或者是生產(chǎn)部門交給總經(jīng)理的產(chǎn)品無法成功送達(dá)（蛋白質(zhì)無法輸入到細(xì)胞核中），最終影響到整個(gè)公司的發(fā)展。
而基于核質(zhì)分離開發(fā)出的NCC系統(tǒng)，可根據(jù)細(xì)胞的核質(zhì)分離受損程度，分辨重編程對(duì)于衰老細(xì)胞的逆轉(zhuǎn)效果，從而快速篩選出具有強(qiáng)大重編程效果的混合物。
圖注：NCC系統(tǒng)中，衰老細(xì)胞中的熒光蛋白mCherry和eGFP聚集顯著增加，表明核質(zhì)分離被破壞
插播一句，通過NCC判別細(xì)胞衰老程度，從而確定重編程效果，這個(gè)方法也不是辛克萊首創(chuàng)。2015年，美國(guó)加州索爾克研究所弗雷德·蓋奇團(tuán)隊(duì)對(duì)人類神經(jīng)元重編程時(shí)，就用過這個(gè)方法[6]。
如果要說有什么創(chuàng)新的話，蓋奇團(tuán)隊(duì)只對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了全轉(zhuǎn)錄組RNA測(cè)序，辛克萊則在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，使用了轉(zhuǎn)錄組衰老時(shí)鐘測(cè)試轉(zhuǎn)錄組年齡。
這樣的微調(diào)，可能、也許、大概算得上是一種創(chuàng)新。
No.3
發(fā)現(xiàn)重編程效果較為顯著的小分子混合物
結(jié)果顯示，在NCC系統(tǒng)測(cè)試的80個(gè)混合物中，有6個(gè)混合物脫穎而出，它們分別是：
圖注：6個(gè)小分子混合物的成分
這6個(gè)小分子混合物，都顯著改善了衰老細(xì)胞的核質(zhì)分離，其中VC6TF（混合物1）效果最為突出。
圖注：6個(gè)小分子混合物中的熒光蛋白eGFP和mCherry信號(hào)
進(jìn)一步探究混合物對(duì)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組年齡的影響，研究人員發(fā)現(xiàn)6個(gè)小分子混合物都能顯著降低了衰老細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組年齡。其中，混合物1-3的影響更為顯著，治療4天后測(cè)得的年齡就減少了3歲多。
此外，化學(xué)重編程后，細(xì)胞內(nèi)與衰老細(xì)胞相關(guān)的轉(zhuǎn)錄特征、功能障礙也得到改善。
論文發(fā)表后，辛克萊在采訪中表示：
“一直以來，我們的極限也只是延緩衰老，但這項(xiàng)研究表明我們可以逆轉(zhuǎn)它。過去這個(gè)過程（重編程）因?yàn)樯婕盎蛑委煟瑹o法廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)，只用一粒藥丸逆轉(zhuǎn)衰老是有可能實(shí)現(xiàn)的?！?/p>
然而，許多科研人員、學(xué)者則表示，化學(xué)重編程的確有望實(shí)現(xiàn)這樣的未來，但辛克萊的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到這樣的高度。
關(guān)于這篇論文，主要存在以下幾點(diǎn)爭(zhēng)議：
No.1
審校時(shí)間短
論文顯示，期刊接收時(shí)間為6月30日，決定錄用是在7月4日，正式發(fā)表時(shí)間為7月12日。
相較于其他論文動(dòng)輒以月或者年為單位的審校修改時(shí)間，辛克萊這篇論文只用了5天就被錄用?？紤]到中間還有一個(gè)周末，讓人不得不懷疑這篇論文的審校質(zhì)量。
對(duì)此，辛克萊回應(yīng)道，發(fā)得這么倉(cāng)促是為了搶首發(fā)，因?yàn)樗庾R(shí)到化學(xué)重編程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。但大家不用擔(dān)心審校問題，因?yàn)樵擃I(lǐng)域的所有領(lǐng)袖專家都審過了這篇論文。他們一收到論文就立馬開始看，所以效率才這么高。
然而，許多人對(duì)于這樣的解釋并不買賬。因?yàn)檫@篇論文發(fā)在期刊Aging上，而辛克萊本人恰好就是該期刊的聯(lián)合創(chuàng)始人及主編。
No.2
隱身的中國(guó)學(xué)者
論文發(fā)表當(dāng)天，Aging期刊上還刊登了該研究的新聞稿，寫道：“來自哈佛醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家開展的這項(xiàng)研究，發(fā)表了首個(gè)可以將細(xì)胞重新編程到更年輕狀態(tài)的化學(xué)方法。在此之前，這只能通過強(qiáng)大的基因療法來實(shí)現(xiàn)?！?/p>
辛克萊在推特上為這篇新聞稿做了宣傳。
然而，辛克萊研究中的小分子混合物，源于我們國(guó)人學(xué)者的研究成果。
2013年，頂級(jí)科研期刊Science上刊登了一項(xiàng)重磅研究[5]：北大鄧宏奎團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，篩選出7種小分子化合物組合，成功誘導(dǎo)小鼠體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槎酀撃芨杉?xì)胞。
而辛克萊實(shí)驗(yàn)成果中，重編程效果最顯著的VC6TF混合物組合，在鄧宏奎的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)進(jìn)行過重編程嘗試。
2022年，6月21日，Nature刊登了一項(xiàng)國(guó)人重編程的里程碑研究[4]。
清華大學(xué)藥學(xué)院首任院長(zhǎng)丁勝教授主導(dǎo)，對(duì)數(shù)千個(gè)小分子組合多輪分析，發(fā)現(xiàn)三種化學(xué)小分子組（TTNPB、1-Azakenpaullone、WS6），能夠?qū)⑿∈笈咛ジ杉?xì)胞重編程為全能干細(xì)胞，有望在沒有生殖細(xì)胞參與的情況下生長(zhǎng)為完整的個(gè)體。
因此，辛克萊的研究無論從哪個(gè)角度來說，都稱不上是首個(gè)化學(xué)重編程方法。
No.3
不夠嚴(yán)謹(jǐn)
對(duì)于辛克萊的研究，很多學(xué)者認(rèn)為其中有許多不合理的地方。
美國(guó)生化學(xué)家查爾斯·布倫納在推特上寫道：“辛克萊聲稱他的化學(xué)混合物（實(shí)際上由其他人開發(fā)）不會(huì)改變細(xì)胞身份，但他們沒有進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序來評(píng)估細(xì)胞身份——只有批量測(cè)序，這無法說明問題?！?/p>
他還指出，辛克萊6個(gè)小分子混合物的毒性，例如丙戊酸（VA）是一種抗癲癇藥物，反苯環(huán)丙明（tranylcypromine）則是一種抗抑郁藥，可能會(huì)對(duì)肝臟造成損害，“單獨(dú)使用或組合使用并不安全”，呼吁大家不要自行嘗試。
哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院前院長(zhǎng)杰弗里·弗萊爾在推特上聲援了布倫納，對(duì)辛克萊的研究也提出了質(zhì)疑。
截止發(fā)稿時(shí)，辛克萊沒有就任何爭(zhēng)議做出回應(yīng)。
時(shí)光派點(diǎn)評(píng)
無論是喜歡還是討厭辛克萊的人，都不得不承認(rèn)他至今依然是這個(gè)領(lǐng)域最具影響力的科學(xué)家之一。
因此，哪怕有人質(zhì)疑辛克萊研究的研究性，哪怕這項(xiàng)研究未必如他所說的那樣意義重大，但帶來的百萬級(jí)流量，卻是實(shí)實(shí)在在的，使重編程再次成為關(guān)注的焦點(diǎn)。
然而，在這個(gè)過程中，國(guó)人學(xué)者的努力絕對(duì)不該被忽視。
任何一種化學(xué)小分子的篩選都不是一蹴而就的。在鄧宏魁老師的實(shí)驗(yàn)中，為了篩選出山中基因Oct4的化學(xué)小分子替代品，團(tuán)隊(duì)篩選的小分子數(shù)量高達(dá)10000多個(gè)。
而多種小分子之間的不同組合，更是需要科研人員們反復(fù)試驗(yàn)與推敲，經(jīng)過無數(shù)次失敗的嘗試后，才終于取得了期望的結(jié)果。
他們值得同樣的掌聲與歡呼。
—— TIMEPIE ——
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