人生小哲理干細(xì)胞者說(shuō)

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正文

微環(huán)境的改變或許是成體干細(xì)胞衰老的主要原因。

編輯：小明月

來(lái)源：干細(xì)胞者說(shuō)

隨著年齡的增長(zhǎng)，人類的肌肉和關(guān)節(jié)會(huì)變得僵硬，使日?；顒?dòng)越發(fā)困難。一項(xiàng)發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊的新研究表明，我們的大腦也是如此，與年齡有關(guān)的大腦微環(huán)境的硬化對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的干細(xì)胞功能有著重要影響。

2019年8月15日，英國(guó)劍橋干細(xì)胞研究中心的研究團(tuán)隊(duì)在Nature上發(fā)表了題為《Niche stiffness underlies the ageing of central nervous system progenitor cells》的文章，揭示了PIEZO1蛋白可以改變衰老進(jìn)程中干細(xì)胞微環(huán)境，促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞（OPCs）功能。

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微環(huán)境會(huì)影響干細(xì)胞的衰老

OPCs是一種神經(jīng)系統(tǒng)的干細(xì)胞，對(duì)于維持正常大腦功能和髓鞘的再生至關(guān)重要。髓鞘是環(huán)繞我們神經(jīng)的脂肪鞘，在多發(fā)性硬化癥(MS)中受損。年齡對(duì)這些細(xì)胞的影響會(huì)導(dǎo)致MS癥，但在健康人中，它們的功能也會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而下降。

在這項(xiàng)研究里，研究人員對(duì)年輕和老年大鼠大腦進(jìn)行了研究，以了解與年齡相關(guān)的大腦微環(huán)境的硬化對(duì)OPCs功能的影響。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)新生小鼠和老年小鼠的OPCs發(fā)現(xiàn)，新生小鼠的OPCs保持高水平的增殖，而老年小鼠的OPCs增殖則比較低。如果將老年小鼠的OPCs移植給新生大鼠后，這些OPCs獲得了重新增殖和分化的能力。這就表明老年小鼠的OPCs可在新生小鼠的干細(xì)胞微環(huán)境中被激活。

接著，研究人員將老年小鼠的OPCs分別放入含新生大鼠和老年大鼠的脫細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞外基質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，在前者的OPCs分化和增殖能力增強(qiáng)。表明老年化可能損害了OPCs的功能。表明硬化的微環(huán)境可能是OPCs功能衰退的原因。

再接著，研究人員分別將新生小鼠和老年小鼠的OPCs放在軟化的微環(huán)境和硬化的微環(huán)境中培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)在軟化微環(huán)境中生存的新生小鼠和老年小鼠的OPCs很接近，而在硬化微環(huán)境中就不同。

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微環(huán)境對(duì)干細(xì)胞衰老的影響機(jī)制

為了充分了解大腦微環(huán)境的軟硬度如何影響細(xì)胞行為，研究人員找到了一種可以“欺騙”O(jiān)PCs的上游分子PIEZO1---一種在細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，它可以感知細(xì)胞微環(huán)境的軟硬，可通過(guò)調(diào)節(jié)鈣離子的流入進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞密度和干細(xì)胞活化。

當(dāng)研究人員利用CRISPR技術(shù)特異性敲除PIEZO1后，可以誘導(dǎo)這些細(xì)胞去感知周圍軟化的環(huán)境，即便是在老年硬化的微環(huán)境中，OPCs依然保持較高水平的分化增殖能力。

更重要的是，我們利用siRNA技術(shù)干擾了老年大鼠腦內(nèi)的OPCs的表達(dá)，細(xì)胞恢復(fù)了活力，再次承擔(dān)起正常的再生功能。

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文末小結(jié)

最后做個(gè)小結(jié)。這項(xiàng)研究表明：

• 年齡相關(guān)的大腦微環(huán)境的硬化可能是OPCs功能衰退的原因。

• 老年小鼠的OPCs可在新生小鼠的干細(xì)胞微環(huán)境中被激活。

• 微環(huán)境的改變可能是成體干細(xì)胞衰老的主要原因。

如果微環(huán)境對(duì)干細(xì)胞的影響機(jī)制在人體身上也可以適用，那么可能將會(huì)為基礎(chǔ)研究和再生醫(yī)學(xué)做出巨大的貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)“返老還童”為期不遠(yuǎn)矣。