科技日報記者 劉霞

據(jù)最新一期《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》論文，美國加州大學(xué)伯克利分校團隊利用微型器官芯片系統(tǒng)加速了人體脂肪與肝臟組織生物年齡，在短短4天內(nèi)，以高度生理學(xué)準(zhǔn)確性模擬了源于誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的組織約40年的衰老過程。這項新技術(shù)可幫助人們更便捷地理解衰老機制，并篩選抗衰老療法，而無需等待數(shù)年才能獲得結(jié)果。

這款器官芯片模擬了人體“肝脂交互網(wǎng)絡(luò)”。芯片內(nèi)，源自人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的脂肪與肝細(xì)胞，被置于獨立卻相通的腔室。微流控通道模擬血液循環(huán)，使?fàn)I養(yǎng)液在組織間流動，重建器官間的“對話”。

團隊將新生組織浸潤于62歲以上捐贈者的血清中循環(huán)，并以21—34歲年輕捐贈者血清作為對照。結(jié)果顯示，器官芯片中接觸老年血清的細(xì)胞，在4天內(nèi)便呈現(xiàn)出需數(shù)十年才能在人體出現(xiàn)的慢性炎癥、血糖調(diào)節(jié)受損及脂肪代謝紊亂。

此外，傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，損傷積累是隨機的漫長過程，但最新研究顯示，損傷時刻發(fā)生，細(xì)胞亦在時刻修復(fù)。衰老血清似乎抑制了修復(fù)能力，加速了損傷堆積。

研究還揭示了衰老的“傳染性”與性別差異。當(dāng)衰老的脂肪組織與年輕肝臟相連，肝細(xì)胞亦會染上衰老跡象。而盡管干細(xì)胞基因相同，但男性血清處理的脂肪組織炎癥更重、衰老更甚，印證了男性衰老更快、壽命更短的認(rèn)知。

該研究同時利用器官芯片評估了抗衰老療法，測試了包括雷帕霉素、催產(chǎn)素等多種干預(yù)手段。結(jié)果顯示，催產(chǎn)素在減少炎癥、延緩衰老及提高胰島素敏感性方面表現(xiàn)卓越，而雷帕霉素在此實驗中效果甚微。

除作為測試平臺外，團隊還鎖定了11種此前未被關(guān)聯(lián)的新型衰老生物標(biāo)志物，為藥物開發(fā)提供了新靶點。目前，該技術(shù)已申請專利，商業(yè)化進程正在加速。