衰老细胞遭遇保安三问:重编程帮它们找回自己

随着人变老,或者得某些疾病,身体里的细胞和组织会逐渐“丢掉原本的身份”,也就是说,它们不像年轻时那样表现出特定功能和特征。科学家把发现的这种现象叫做 “间充质漂移”(Mesenchymal Drift, MD)。

当细胞遭遇保安灵魂三问"(你是谁?从哪来?到哪去?),细胞自己也是糊涂了,变成ADHD或老年痴呆,不知道自己是谁?身处什么样的情境和环境Context,这是哪里啊?重编程技术可以帮这些失去身份记忆的细胞找回自己!

来自《Cell》论文“衰老和疾病中普遍存在的间充质漂移可通过部分重编程逆转”: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00853-0

研究发现:

  1. MD很普遍 —— 不只是某一种细胞,40多种人体组织、20种疾病里几乎都能看到。基本上,很多细胞会开始表达“间充质基因”,同时组织里的支撑细胞(stromal cells)比例也发生变化。
  2. MD和健康状况相关 —— MD越严重,病情越严重,存活率越低,死亡风险越高。
  3. 逆转MD可以让细胞“返老还童” —— 如果抑制一些关键的MD调控因子,细胞的基因表达会显得更年轻。
  4. 部分重编程(partial reprogramming)很有效 —— 通过用Yamanaka因子做部分重编程,可以在不把细胞变回干细胞之前,就明显减少MD,让老化的细胞和组织的基因表达恢复年轻状态。
总结:简单说,MD就是细胞和组织“走偏路”变得像间充质细胞一样,这和衰老和疾病有关。而通过部分重编程,我们可以让这些细胞回到更年轻、更健康的状态,为延缓衰老和治疗相关疾病提供了一条新思路。


间充质漂移与表观遗传的关系

间充质漂移(MD)其实就是细胞“走偏”,本来是肝细胞、心肌细胞、皮肤细胞之类的,却慢慢表现得像一种叫间充质的细胞。为什么会这样?背后一个很重要的原因就是表观遗传的开关乱掉了。

你可以把DNA想象成一本说明书,表观遗传就是贴在书上的便利贴或者锁扣,决定哪一页能看,哪一页不能看。年轻健康的细胞,说明书上的开关都安排得井井有条:本职工作能做得很好。

MD发生的时候,这些开关被搞乱了:

  • 本来应该“关着”的间充质基因被打开了。
  • 本来应该“开着”的细胞身份基因被关掉了。
所以细胞就变得像“假扮的间充质细胞”,做自己原本不该做的事。

幸运的是,这种开关乱掉不是完全不可逆的。通过部分重编程,就像把乱掉的便利贴重新贴好,锁扣重新锁上,细胞可以慢慢恢复年轻的状态,回到原本应该有的身份。
简单一句话:MD就是细胞老了、开关乱了,表观遗传在背后掌控;重编程就是帮细胞重新把开关调回来,让它年轻起来。



间充质不是细胞的一个部位,它是一类细胞的类型。

身体里有很多专门的细胞,比如肝细胞、心肌细胞、神经细胞,它们各自有明确的工作和身份。而间充质细胞就像是身体里的“万能工人”,它们本身不固定做某件事,可以在需要的时候变成骨头、软骨、肌肉或者脂肪细胞。

所以当细胞发生“间充质漂移”的时候,本来有明确身份的细胞,比如皮肤细胞或者肝细胞,慢慢开始像间充质细胞那样行为,丢掉了原本的特性。这不是说细胞的哪一部分变了,而是整颗细胞的行为和基因表达模式变了,就像变成了一个“多面手”,不再专注于原来的工作。


间充质不是干细胞的同义词,但它们有联系。

间充质细胞是一类相对灵活、能分化成多种组织的细胞。它们有点像干细胞,因为它们能变成骨头、软骨、脂肪或者肌肉,但并不是所有干细胞都是间充质,也不是所有间充质细胞都完全像干细胞那样“万能”。

举个生活化的比喻:

  • 干细胞就像工厂里完全没分工的实习生,什么都能学;
  • 间充质细胞更像是已经有点技能的多面工人,虽然能做很多种活,但还不是无限万能。
所以说,间充质细胞有干细胞的特性,但它本身是一类成熟的、多潜能的细胞,而不是严格意义上的干细胞。


哪些细胞是间充质细胞?
间充质细胞是一类比较“灵活”的细胞,它们主要出现在胚胎发育时期,也存在于成人的某些组织里。它们能分化成多种类型,比如骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌肉细胞等。典型的间充质细胞包括:

  • 骨髓间充质干细胞(BMSCs):存在于骨髓里,可以变成骨、软骨、脂肪等。
  • 脂肪组织间充质干细胞:能分化成脂肪、骨或软骨细胞。
  • 脐带间充质干细胞:来自新生儿脐带,也有多向分化能力。
  • 牙髓、肌腱、皮肤等组织里的间充质细胞:数量不多,但也能再生某些组织。
简单来说,凡是能产生骨、软骨、脂肪、肌肉等结缔组织的多潜能细胞,都可以叫间充质细胞。

Mesenchyme 的原意

  • “Mesenchyme”来自希腊语:
    • meso- = 中间
    • -chyme / chymos = 流质、汁液
在胚胎学里,mesenchyme 指的是胚胎中位于上皮(epithelium)和内胚层之间的疏松组织,里面的细胞比较分散,周围有丰富的基质(extracellular matrix),能向多种组织分化。

所以mesenchyme 强调的是:

  • 位置在“中间”
  • 组织比较疏松、可塑性强
  • 含有丰富的基质和可移动的细胞

为什么中文翻译成“间充质”

  • “间” → 对应 meso-,表示“中间”或“介于两者之间”。
  • “充质” → 对应 chyme/chymos,强调里面充满了各种物质(基质、液体、可分化的细胞)。
  • 所以“间充质”就是位于中间、充满可塑性物质的疏松组织,既保留了位置概念,也反映了它富含基质和潜能的特性。

间充质细胞之间的空间大,周围充满细胞外基质(胶原、糖蛋白等),周围是丰富的基质和可变空间,里面是细胞器,内部也相对灵活,能适应分化。两者结合才能显示它的多潜能特性。

普通成熟细胞之间的细胞外基质(ECM)少,比如肝细胞、心肌细胞、神经细胞,它们在组织里排列得很紧密,几乎没有太多空隙。这些紧密排列意味着细胞之间的“胶水和支架”——也就是细胞外基质——很少。因此,它们不像间充质细胞那样有松散的环境可以移动或分化,功能基本固定。

普通成熟细胞是固定死了的,间充质细胞则不是固定的。

比喻一下:

  • 间充质细胞:像仓库里摆东西不太密,周围空间多,有支架和填充物,可以灵活调动。
  • 成熟细胞:像办公室里工位摆得很紧,墙和隔板少,几乎没有多余空间,只能专心做自己的活。

间充质漂移(MD)
间充质漂移(MD)不是说间充质细胞本身出问题,而是指原本有明确身份的成熟细胞(比如肝细胞、心肌细胞、皮肤细胞)开始表现得像间充质细胞。

换句话说,发生MD的细胞:

  • 原来的“身份基因”被关掉了
  • 间充质相关基因被打开了

这背后的原因主要是基因表达和表观遗传开关发生了变化,也就是DNA上控制哪些基因开关的标签(甲基化、组蛋白修饰等)被重新设置了。

  • DNA本身的序列没变
  • 但是哪些基因被“读出”,哪些被“关掉”,发生了改变

这是固定工位的人出现松动,准备溜号辞职不干了。

间充质漂移MD是细胞的基因表达模式和身份出问题了,让它们像间充质细胞一样行为,但不是DNA损伤,也不是间充质细胞本身出错。


这篇论文是定调了这个认知
这篇论文在学术上确实为“间充质漂移(MD)是衰老和疾病的核心特征”这种认知定了调。

以前大家知道细胞老化、组织功能下降,但还不清楚具体机制是什么,也没明确指出“细胞身份丢失是普遍现象”。这篇研究通过分析大量人体组织和多种疾病的数据,发现了几个关键点:

  1. MD很普遍 —— 各种细胞类型、不同组织里老化或病变的细胞都会表现出间充质漂移。
  2. MD和健康状况相关 —— MD越严重,疾病越严重,死亡风险越高。
  3. 表观遗传和基因表达是核心机制 —— MD是基因开关和细胞身份改变造成的,而不是随机损伤。
  4. 部分重编程可逆 —— 通过Yamanaka因子做部分重编程,MD可以被减弱,细胞和组织可以“返老还童”。

所以,这篇论文把MD从一个观察现象提升为衰老和多种疾病的核心机制,并提出了干预思路。

以前大家只知道细胞老了会出问题,但不清楚怎么出问题;这篇论文告诉你:问题就在于细胞丢掉身份、像间充质细胞一样漂移,而且这条路是可逆的。

这条路是可逆的意味衰老可逆吗?
这篇论文里的“可逆”并不是说衰老可以完全倒退,而是衰老的某些核心特征可以被重置。具体来说:

  • MD(间充质漂移)是衰老细胞和组织的一种典型表现。
  • 通过部分重编程(Yamanaka因子),科学家可以在不把细胞变回胚胎干细胞的情况下,让这些细胞恢复年轻的基因表达模式和功能。
  • 换句话说,细胞的“身份丢失”和一些功能衰退可以被修复,但这并不等于整个身体倒退几十年或者完全恢复年轻状态。
用生活化比喻:
  • 你家房子老了,墙皮脱落、水管堵塞。完全换房子是不可行的,但你可以修补墙壁、疏通水管,让房子恢复使用功能。
  • 同理,部分重编程让细胞和组织功能上更年轻,改善衰老相关的问题,但不能让身体像刚出生一样。
所以,这条路的可逆性主要是针对细胞和组织功能、基因表达状态的可逆,而不是整体衰老完全逆转。

有一个忒修斯之船悖论 细胞都逆转年轻了,整体身体不是逆转衰老了吗?

身体是由细胞部件组成,就像忒修斯之船是由每一块木板组成一样
如果你把身体比作一艘船,船上的木板就是细胞。部分重编程就像把船上的一些老木板换成新的年轻木板。

  • 细胞层面:确实可以让“木板”恢复年轻,功能更好,也就是细胞和组织的衰老特征得到修复。
  • 整体身体层面:船的名字、船的结构、船的历史经历(免疫记忆、DNA突变累积、器官损伤等)依然存在。换句话说,即便所有细胞都变得更年轻,身体整体仍然有老化痕迹和限制,不可能完全回到出生状态。
所以,这就像忒修斯之船:
  • 如果你把每一块木板都换新,船还是原来的船吗?
  • 细胞年轻化就像换船的木板,但船的铁锚、绳索、舵和过去留下的划痕并没有完全修复,所以整体仍然不能回到全新状态。
但是如果将船的铁锚、绳索、舵和过去留下的划痕 所有部件都换了,那船还是原来的船吗?这才是忒修斯之船悖论哲学含义。

悖论的本质是“同一性”问题:如果把船上的每一块木板、每一根绳索、铁锚、舵,乃至留下的划痕全部换掉,整艘船的组成部分已经完全更新,那么它还是原来的船吗?

用身体和衰老做类比:

  • 细胞年轻化 = 换掉船的木板
  • 组织结构、器官、DNA突变、系统功能 = 船的铁锚、舵、绳索、划痕
  • 如果理论上把所有细胞、所有非细胞成分,甚至身体的历史痕迹都重置了,那么从组成上看,身体确实是“全新”的。
但哲学上会有人问:它还是原来的你吗?身份、记忆、经历、连续性,这些不只是物理构成,还涉及“自我”的延续,这是悖论的哲学层面。