研究人员解决了抗衰老的谜团-确定负责细胞衰老的基因

细胞重编程可以逆转衰老，从而导致间充质干/基质细胞（MSCs）的活动和功能下降。这是科学家一段时间以来所知道的。但是他们还没有弄清楚是什么分子机制导致了这种逆转。今天在 STEM CELLS中发布的一项研究似乎已经解决了这个谜。它不仅增强了MSC衰老和相关疾病的知识，而且为开发减少或逆转衰老过程的药理策略提供了见识。

由威斯康星大学麦迪逊分校的科学家组成的研究小组，依靠细胞重编程（一种用于逆转细胞衰老的常用方法），为这项研究建立了遗传上相同的年轻和老细胞模型。首席研究员李婉菊博士解释说：“虽然与以前通过细胞重编程实现MSC再生的发现相一致，但我们的研究仍在进一步深入研究如何通过分子调控重编程的MSC来改善细胞衰老的特征。”骨科和康复系和生物医学工程系的教职员工。

当间充质干/基质细胞（MSC）老化时，转录因子GATA6在细胞中越来越多地产生以诱导衰老反应。通过基于转录因子的细胞重编程，可使衰老的MSC再生，同时减少GATA6对细胞衰老的影响。

研究人员首先从人体滑液（SF-MSC）（即在膝盖，肘部和其他关节中发现的液）中提取MSC，然后将它们重新编程为诱导性多能干细胞（iPSC）。然后，他们将这些iPSC还原为MSC，从而使MSC焕然一新。“当我们将重编程的MSC与未恢复活力的亲代MSC进行比较时，我们发现与亲本系相比，重编程的MSC的衰老相关活性大大降低。这表明细胞衰老的逆转。”李博士说。

接下来，研究小组对细胞进行了分析，以确定重编程是否导致整体基因表达发生任何变化。他们发现，与对照细胞相比，GATA6是在肠道，肺和心脏发育中起重要作用的蛋白质，其表达在重编程的细胞中受到抑制。这种抑制作用导致称为胚胎刺猬（SHH）的胚胎发育所必需的一种蛋白质的活性增加，以及另一种蛋白质FOXP1的表达水平增加，这是大脑，心脏和肺部正常发育所必需的。李博士说：“因此，我们确定了GATA6 / SHH / FOXP1途径是调节MSC衰老和恢复活力的关键机制。”

“在控制MSC老化中识别GATA6 / SHH / FOXP1途径是一项非常重要的成就。”“ STEM CELLS”主编Jan Nolta博士说。“过早的衰老会阻止这些有希望的细胞扩增的能力，同时保持其临床用途，并且对控制分化和衰老的途径的了解也非常有价值。”

为了确定哪些Yamanaka转录因子（用于衍生iPSC的四个重编程基因）参与了iPSC中GATA6的阻遏，研究小组分析了GATA6的表达以应对每种因子的敲低。由此得出的信息是，只有OCT4和KLF4能够调节GATA6的活性，这一发现与之前的几项研究一致。

“总体而言，我们能够证明由于细胞重编程，SF-MSC的性质和功能发生了重大变化。iPSC-MSC中的这些变化共同表明细胞衰老的改善。最重要的是，我们能够确定GATA6 / SHH / FOXP1信号通路是控制细胞衰老相关活动的潜在机制。” Li博士说。

他总结说：“我们相信我们的发现将有助于增进对MSC衰老及其在再生医学中的意义的了解。”

参考：GATA6调节人间充质干/基质细胞的衰老，方法是2020年11月30日，红细胞，红力教，布莱恩·瓦尔扎克，李明嵩，玛德琳·E·勒米克斯和李万举，干细胞。
10.1002 / stem.3297