目前， 世界各國均面臨著嚴重的人口老齡化， 2050年約三分之一的中國人口年齡將超過60歲。 衰老是人類疾病最大的危險因子。 隨著年齡的增長， 許多與衰老相關的疾病如腫瘤、糖尿病、心血管疾病和老年癡呆等的發病風險逐年增加。 延緩人體衰老有望推遲這些衰老相關疾病的發生， 使更多老年人保持健康狀態。

2015年4月30日， 以“A Werner syndrome stem cellmodel unveils heterochromatin alterations as a driver of humanaging”為題Science在線發表了中國科學院生物物理研究所劉光慧實驗室、北京大學湯富酬實驗室以及美國Salk研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte實驗室在干細胞衰老機理方面的一項突破性的研究成果。 該研究結合多能干細胞定向分化技術、基因組靶向編輯技術、以及表觀遺傳組分析技術首次揭示了異染色質的高級結構失序（disorganization）是人類干細胞衰老的驅動力之一， 為延緩衰老及研究和防治衰老相關疾病提供了新的潛在靶點和思路。

人類衰老的過程漫長且復雜， 小鼠等模式動物的衰老過程與人相差甚遠， 人類衰老的轉化醫學研究一直面臨著巨大的挑戰。 科學家通過研究一種罕見的人體加速衰老的疾病揭示了人類自然衰老的奧秘。 這種疾病被稱為“成年早衰癥”, 是一種罕見的常染色體隱性遺傳病， 由WRN基因（編碼一種DNA修復/解旋酶）的突變所致。 患者20歲左右開始白頭， 30歲左右患上白內障， 并多發骨質疏松、二型糖尿病、心臟病和腫瘤等典型的衰老相關的疾病， 多于50歲左右死亡。

研究人員首先提出“組織干細胞的加速衰老（耗竭）可能是人類早衰癥的病因”這一科學假設， 并通過基因組靶向編輯技術使得人間充質干細胞（MSC）中的WRN基因發生純合缺失突變， 在實驗室“制造”出人類早衰癥特異的MSC. 這些早衰癥MSC不僅表現出生長速度減慢、DNA損傷反應加劇和分泌大量炎性因子等衰老指征， 而且表現出內層核膜蛋白以及核周異染色質的加速缺失。 通過對組蛋白共價修飾、DNA甲基化以及RNA轉錄本進行全基因組掃描， 研究人員發現早衰癥干細胞的異染色質發生了顯著的結構退行性變化， 主要表現為著絲粒和端粒附近的H3K9me3“山脈”（mountains）的缺失。 進一步研究發現， WRN蛋白同異染色質蛋白SUV39H1和HP1a共存于一個蛋白復合物中， 該復合物具有維持異染色質和核纖層的穩定性以及阻止MSC衰老的作用。 WRN的缺失導致異染色質結合蛋白的減少以及著絲粒衛星DNA的轉錄， 進而誘發細胞衰老（圖1）。 通過比較健康老年人和年輕人體內分離的MSC, 也可見WRN水平的下調以及核膜蛋白和異染色質結構的異常， 提示異染色質的重塑可能是正常細胞衰老的驅動力之一。 最后， 研究發現過量表達HP1a能抑制早衰癥細胞的加速衰老， 因而為未來干預人類干細胞的衰老提供了可能的分子靶標。

人們普遍認為， 衰老可能源于細胞內不斷聚集的DNA損傷（基因組不穩定性）。 作為支持該理論的重要依據之一： DNA損傷修復蛋白WRN的突變會導致人類成年早衰癥。 此項研究不僅揭示了WRN蛋白在表觀遺傳調控方面的全新功能， 而且確立了染色質高級結構的改變在驅動人類細胞衰老中發揮的核心作用。 該研究為干預人類細胞衰老提供了令人興奮的線索， 即保持或恢復細胞中遺傳物質的正確包裝可能延緩甚至逆轉細胞的衰老， 進而促進人類的健康長壽。