基隆長庚花10年突破「壽命極限」 基因改造讓小鼠生命增10%

記者嚴云岑/台北報導

人類有望再成彭祖!基隆長庚研究團隊改造小鼠造血幹細胞轉錄因子KLF1,並建立該品系的小鼠模型,經過10年研究發現基因改造小鼠突破壽命限制,與普通小鼠相比增加10%,最長可高達30%。除此之外,在長壽小鼠身上亦可發現其生理指標和老化疾病都有明顯改善,未來有望透過產學合作,開發造血幹細胞提供抗老解方。

▲基隆長庚醫院社區醫學科研究中心徐于喬研究員說明研究成果。(圖/記者嚴云岑攝,下同)

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人類自古追求長生不老,近年隨著醫療科技發展,平均壽命也逐年上升,根據聯合國2019年統計,全球平均壽命為73歲,「健康長壽」也成為先進國家研究重要項目。

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不老小鼠實驗是源於博嵙生物科技李棟樑博士2008年在中研院進行貧血研究中「無心插柳」的觀察,基隆長庚團隊經過10多年研究反覆驗證,終於證實KLF1基因改造小鼠除了可以突破壽命的限制外,還可以維持良好的健康狀態,並且利用細胞輸入的方式可以達到延長小鼠壽命並改善老化相關的疾病與治療癌症。研究成果已於今年9月或獲刊於國際頂尖期刊「先進科學(ADVANCED SCIENCE)」。

▲研究發現基因改造小鼠不只能延長壽命,還能健康老化。

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基隆長庚醫院社區醫學科研究中心徐于喬研究員表示,此篇研究論文中作為研究的Klf1小鼠模型,為單一點基因工程改造長壽動物模型。研究團隊利用基因工程技術,改變了小鼠造血幹細胞裡紅血球生成調控因子KLF1的第74個氨基酸離氨酸,改造成精氨酸(KLF1K74R)。

KLF1基因改造小鼠除了變得更為長壽且比普通小鼠有更低的癌症發生率,透過分析健康長壽小鼠中特定免疫細胞的數量組成發現,CD8+ T細胞和自然殺手T細胞的腫瘤浸潤效應有顯著的提升,因此輸注健康長壽小鼠的淋巴細胞來對罹癌小鼠做細胞治療,結果證明使用健康長壽小鼠的淋巴細胞做輸注,對於小鼠的抗癌能力的提升與延長存活壽命的都有顯著的功效。

基因改造小鼠的許多老化的生理變化指標,並未隨著年齡增長而出現明顯變化,其中像是老化相關的外表、毛色、脫毛狀況、體重變化,以及肌力退化導致的運動能力下降與行動遲緩,都與普通小鼠有著相當顯著的差異。譬如在莫里斯水迷宮試驗中,年老的基因改造小鼠的空間學習和記憶能力也都比年老的普通小鼠維持更好。

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▲基隆長庚研究團隊合影。

研究團隊進一步研究發現,在基因改造小鼠中,老化相關的疾病的發生率也是明顯低於正常小鼠,其中像是老化常見的心臟和血管、腎臟與肝臟等組織的纖維化與其功能的衰退都有相當顯著的改善,研究團隊將其稱之為「健康長壽小鼠」。

此外,研究團隊另將健康長壽小鼠的造血幹細胞來對年老普通小鼠進行造血幹細胞輸入治療,在完成8次注射後,小鼠年齡可延長14~26%,回推人類平均壽命約為120至150歲。由於年老小鼠接受幹細胞治療後,抗癌能力與健康狀態均有改善,該項發現也成為目前幹細胞研究與臨床應用重要突破。

近年來有多個應用基因編輯技術之人類基因療法已被美國FDA核准通過,並應用於臨床治療基因缺陷遺傳疾病。基隆長庚醫院賴旗俊院長表示,健康長壽小鼠動物模型,除了可以用來進一步了解老化的分子與細胞基礎外,在轉譯醫學之應用上也能作為開發抗衰老治療的極佳實驗動物平台,進一步實現將KLF1基因改造造血幹細胞應用於治療各種老化疾病,對許多進入高齡化社會國家所致力發展的健康老化政策提供一個可行的解決方案。