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破解干细胞的秘密,找到“永葆青春”的钥匙


2020-05-11 18:32:24      来源:


      皮肤松弛、反应迟缓、各器官机能下降,似乎每一条人生之路都通向同一个终点——衰老。时间面前,不论是叱咤风云的大人物,还是蹉跎度日的小人物,都躲不过这道坎儿。如果能将人体衰老的机制研究透彻,我们或许就能找到“永葆青春”的钥匙。


“干细胞竞争”协调皮肤稳态和衰老


   发表在《自然》杂志上的一项研究就在皮肤衰老机制上取得了进展。日本东京医科齿科大学研究人员发现皮肤干细胞间的竞争可以维持皮肤的年轻化,这种竞争会持续一生的时间。     疑问也随之而来,既然这种竞争能一直持续下去,为何我们的皮肤不能保持年轻呢?研究人员给出了答案——竞争虽一直存在,但竞争的“激烈程度”却会逐渐衰退,这与体内的一种胶原蛋白有关。研究发现,“干细胞间竞争”由胶原蛋白COL17A1驱动,而COL17A1的表达随着年龄的增长而下降。他们观察发现,COL17A1的表达在不同干细胞间存在差异,COL17A1表达水平较高的干细胞会牢固地锚定于基底膜,且对称分裂,并将附近COL17A1表达水平较低的细胞排挤出去。这样的细胞间竞争有助于维持皮肤的整体结构和完整性。


表皮干细胞


   这项研究揭示了“干细胞间竞争”和COL17A1对于皮肤稳态及老化的重要影响。哺乳动物的皮肤分成表皮和真皮两层,中间由一种轻薄的胞外蛋白——基膜负责连接。其中,表皮细胞会持续更新,新细胞来源于表皮干细胞以及其他表皮更深处的祖细胞。这些干细胞会通过一种特定分化的多蛋白结构——半桥粒附着在基膜上。  


       通常,表皮干细胞会不断复制、分化,产生新细胞取代受损的老细胞。这一更新有利于维持皮肤的年轻。但是随着年龄的增长,干细胞会慢慢耗竭,再生能力衰退,皮肤也会随着衰老。 干细胞间竞争”指一些干细胞的无性系后代生长超越另一些干细胞的无性系后代,这一现象对于维持组织健康具有一定影响。


     干细胞除了通过竞争方式影响皮肤衰老进程,还分泌的大量功能性因子维持和促进成纤维细胞基质外胶原蛋白、弹性纤维和透明质酸的再生,进而减少皱纹的产生和维持皮肤弹性。      


      我们通过研究发现,干细胞所分泌的大量功能性因子可以逆转成纤维细胞的衰老,皮肤的衰老就是成纤维细胞外基质胶原蛋白、弹性纤维和透明质酸的流失。间充质干细胞通过分泌的大量功能性因子维持和促进成纤维细胞基质外胶原蛋白、弹性纤维和透明质酸的再生,进而减少皱纹的产生和维持皮肤弹性。     干细胞具备自我复制、定向分化和分泌活性因子等特性,能提升机体抗自由基能力,从整体上调控机体的功能状态,是一种全身性、系统性、根本性的抗衰手段。破解干细胞在机体衰老中的作用,对治疗衰老相关的功能性丧失及衰弱具有重大意义。

Reference:

Nan Liu et al., (2019), Stem cell competition orchestrates skin homeostasisandageing,Nature,DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1085-7

Wu D, Glodman M, et al. A Prospective, Randomized Double-blind, Split-face Clinical Trial Comparing the Efficacy of Two Topical Human Growth Factors for the Rejuvenation of the Aging Face[J]. Journal of Clinical and Aesthetic Dermatology, May, 2017. 

Li M, Zhao Y, Hao H, et al. Umbilical cord-derived mesenchymal stromal cell-conditioned medium exerts in vitro antiaging effects in human fibroblasts.[J]. Cytotherapy, 2017, 19(3):371-383.

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