体脂肪、骨髓、关节等部位的间充质干细胞,在其中扮演了特殊的角色。

文章作者:管理一号 | 2019-04-19
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来历:我国科学报

在咱们的身体里,每时每刻都上演着细胞分裂、变老和逝世的戏码,而广泛存在于人体脂肪、骨髓、关节等部位的间充质干细胞,在其间扮演了特别的人物。已有研讨标明,间充质干细胞的变老和干涸是导致骨关节炎的重要诱因之一。

为探求使间充质干细胞“年青化”的因子,中科院生物物理所刘光慧团队进行了长达4年的探求,他们的研讨成果日前宣布在《细胞报导》杂志。

年月催人腿脚老

为什么许多白叟腿脚不灵活呢?跟着年纪的增加,关节中的软骨细胞会渐渐变老,起光滑效果的软骨黏液也不断削减,形成关节痛苦、生硬,乃至导致骨关节炎。

现在的骨关节炎医治手法主要有非药物、药物、手术等办法。非药物手法包含活跃训练、针灸、按摩、电疗等,副效果小,但效果有限;药物医治即打针镇痛剂、软骨保护剂、玻璃酸钠等,可以快速消除炎症影响,促进软骨的愈合和再生,但打针自身会损害软骨,不宜重复运用;必要时会选用手术医治,但手术有必定危险,效果也难以确保。

有研讨标明,骨关节炎的一个重要诱因是关节内的间充质干(前体)细胞、软骨细胞、滑膜细胞的变老和功用退化。其间关节间充质干细胞可以在关节老化或损害时分化成软骨细胞、滑膜细胞、韧带细胞等。

如果能发现导致间充质干细胞变老的要害靶标并加以按捺,康复“年青态”的干细胞可以更有用地分化成软骨细胞和滑膜细胞,然后完成对变老关节细胞的及时“弥补和代替”,这或许是比现有医治手法更安全有用的办法。

根据这样的猜想,刘光慧研讨组一直在尽力探求可以使人世充质干细胞康复“年青态”的因子。

年青因子大显其能

要想找到使间充质干细胞年青化的奥妙,首先要探求年青和年迈的间充质干细胞有什么不同。研讨人员分别对年青和年迈间充质干细胞中的基因表达水平进行检测和比照,很快发现,在年迈的细胞系中,PRC1蛋白复合物的组分之一CBX4蛋白表达量较低,显着低于年青的细胞系。后来他们又检测了老年人安排别离出的原代间充质干细胞,也发现了相同的现象。

“CBX4蛋白在生理性变老、遗传性加快变老以及仿制性变老的间充质干细胞中都表现出表达量的下降。考虑到它作为表观遗传调理因子的特性,咱们猜想,这可能是间充质干细胞变老的一个驱动力。”论文榜首作者、中科院生物物理所博士下一任晓庆说。

研讨人员使用CRISPR/Cas9技能对CBX4进行靶向敲除后发现,缺失CBX4的间充质干细胞的确会加快变老。那CBX4在细胞中的过量表达是否可以使老化的细胞变年青呢?

为了查验这一点,研讨人员将CBX4的基因编码序列克隆到慢病毒的表达载体中。这种慢病毒载体经过基因工程改造现已不再具有病毒的“毒力”,但可以作为基因导入东西将方针蛋白导入哺乳动物细胞中,是人类疾病基因医治实践中的常用手法。

当装载着CBX4基因编码序列的慢病毒载体导入变老的人类间充质干细胞中后,这些干细胞变得愈加“年青”,从头康复了快速成长的特性。研讨人员指出,这可能是因为CBX4阻挠了细胞内蛋白的过度组成,然后减缓细胞变老的速度。

助力处理变老相关疾病

除了细胞水平的试验之外,研讨人员还进行了动物试验。他们将小鼠的前穿插韧带堵截,模仿骨关节炎的发作。随后将过表达CBX4的慢病毒载体注入小鼠关节腔中。发现关节内变老细胞的份额下降,软骨再生效果显着,炎症反响也得到了按捺,骨关节炎的症状得到有用缓解。

“这项研讨初次从概念上证明了经过基因导入干细胞‘年青化’因子医治骨关节炎的可行性,为变老相关疾病的干涉供给了全新的处理方案,在老年医学和再生医学中具有宽广的使用远景。”该论文的通讯作者刘光慧说。

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