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干细胞抗衰老的复杂性

已有 485 次阅读 2024-6-1 12:02 |个人分类:衰老生物学|系统分类:科研笔记

个体衰老是由组织中的成体干细胞衰老导致的,但人体中有几十种成体干细胞,不是随便移植一二种年轻的成体干细胞就能逆转个体的衰老,而是要对号入座的移植几十种年轻的自体的成体干细胞。可见,让人体返老还童是个复杂的大工程。

收集了人体的各种成体干细胞,而且种类还会继续增加,如下:

造血干细胞,血管内皮祖细胞,骨髓间充质干细胞,肺干细胞,气道小丘基底干细胞,肌肉干细胞(Muscle stem cells,MuSC)也称为卫星细胞,位于肌肉纤维细胞(成熟肌肉细胞)周边的微环境中,肌腱干/祖细胞(TSPC)在维护、再生和修复方面非常努力,但随着年龄的增长,它们会失去功能。肺泡干细胞,肾脏干细胞(肾脏祖细胞),长骨干细胞(lbSSC),椎骨干细胞(vSSC),肝脏干细胞,胰腺干细胞,垂体腺干细胞,胸腺上皮干细胞,甲状腺干细胞,胃干细胞,大肠干细胞,小肠干细胞,胆囊干细胞,指甲干细胞,牙齿干细胞,骨骼干细胞(SSC)软骨干细胞,角膜上皮干细胞(LESC),晶状体前体细胞(eEDCs),海马神经干细胞包括Axin2+和Gli1+ NSCs二种,外周神经干细胞,前列腺干细胞,乳腺干细胞,宫内膜干细胞(endometrial stem cells,EnSCs),精原干细胞,卵原干细胞,乳腺干细胞(MaSCs),

皮肤中的干细胞包括:真皮干细胞,表皮干细胞(epidermal stem cells),可促进及维持表皮转换和体内平衡;毛囊干细胞(hair follicle stem cells),参与了即时性的皮肤伤口的修复;Lrig1+ 干细胞,存在于毛囊交界区;Gli1+干细胞,可维持皮脂腺;皮肤中最主要的干细胞是Lgr6 +干细胞。Lgr6 +干细胞是凸起于毛囊上方的的多能细胞,其活跃地循环以促进表皮和皮脂腺的生长及分泌。

毛囊干细胞包括:头发毛囊干细胞,眉毛毛囊干细胞,睫毛毛囊干细胞,鼻毛毛囊干细胞,胡子毛囊干细胞,毫毛毛囊干细胞,阴毛毛囊干细胞,腋毛毛囊干细胞。同样,不同组织的间充质干细胞也是不一样的:骨髓间充质干细胞、脂肪间充质干细胞,胎盘间充质干细胞等等等等。

骨骼干细胞(SSC)一词相对较新(或者更确切地说是重新引入),需要一些解释。直到最近,人们还认为分化为骨骼和软骨的干细胞不仅存在于骨髓中,也存在于其他组织中,如肌肉和脂肪中。这些细胞被命名为“间充质干细胞”(MSCs),这个术语在文献中仍然被广泛使用。然而,最近的研究表明,分化为骨骼和软骨的干细胞只存在于骨髓中,这就是为什么一些研究人员坚持认为“骨骼干细胞”一词更能描述细胞的定位。在骨骼系统中,随着研究手段的更迭推新,人们对骨骼干细胞的认识已完成了从“单一来源“到”组织特异“的观念升级——多种证据表明,长骨、颅面、脊柱存在着不同的骨骼干细胞亚型。

2024年3月5日,厦门大学许韧教授团队在Protein & Cell上发表了综述文章Skeletal stem cells in bone development, homeostasis and disease,本篇综述系统性地总结了目前骨骼干细胞(SSCs)的研究方法,SSCs在不同骨骼区域和不同骨发育阶段的特点,及SSCs在骨修复和疾病中的整体作用,为未来SSC相关研究厘清思路,指明方向。https://doi.org/10.1093/procel/pwae008

《新型干细胞在关节炎小鼠膝软骨再生中的作用 》临床试验并没有令人信服地表明间充质干细胞或基质细胞(MSCs)能形成新的软骨。肢芽前体细胞会产生肢体软骨、骨骼和肌腱,四川大学的李中瀚团队从小鼠胚胎中分离出肢芽前体细胞注入骨关节炎(OA)小鼠的膝关节后,能有效地生成了新的软骨。但是肢芽前体细胞并不容易从人体中获得,但人类多能干细胞(hPSCs)可以分化为与胚胎肢芽前体细胞,移植到OA小鼠的膝关节后也能生成新的软骨。该研究发表在Stem Cell Reports上。

《杨冠/周斌/滕艳/杨晓发现新型干骺端骨骼干细胞及其发育谱系》骨骼干细胞(skeletal stem cell,SSC),近年来基于体内遗传谱系示踪技术的研究证明特定的骨骼解剖位置具有功能独特的SSC群,包括骨膜SSC、生长板软骨SSC、关节软骨SSC、颅缝SSC以及和骨损伤修复相关的SSC等。骨小梁作为骨骼发育过程中最重要的成骨部位,发现命名为骨骺骨骼干细胞(metaphyseal skeletal stem cell,mpSSC)。

《Cell Stem Cell|VEGFA纳米颗粒治疗肝脏脂肪变性与纤维化》作者在急性肝脏损伤小鼠模型中证实了血管内皮生长因子(VEGFR)可以在肝脏损伤过程加速胆管上皮细胞向肝细胞的转化,VEGFA mRNA-LNP注射会促进胆管上皮细胞分化为肝细胞。

《星形胶质细胞损伤后成为神经干细胞》发表在《细胞干细胞》杂志上的一项新研究表明,星形胶质细胞可以逆分化为神经干细胞(NSCs)来应对损伤。2014年的一项先前研究,该研究显示了这些细胞在中风后成为神经干细胞的潜力。它详细介绍了Notch蛋白的作用,该蛋白抑制星形胶质细胞成为NSCs,并解释了在缺乏该蛋白的情况下被激活的许多基因。因此,研究人员认为某些星形胶质细胞本身就是神经干细胞。

《小鼠帕金森病症状的逆转》帕金森病是一种衰老性疾病,是大脑中脑黑质区域产生多巴胺的神经元死亡的结果。通过使用反义寡核苷酸(siRNA)瞬时抑制PTB蛋白,将大脑中的星形胶质细胞转化为神经元。这些神经元支配并重新填充内源性神经回路。来自不同脑区的星形胶质细胞转化为不同的神经元亚型。多巴胺能神经元提供轴突重建黑质纹状体回路。值得注意的是,纹状体的再支配伴随着多巴胺水平的恢复和运动缺陷的恢复。

《基于细胞学干预皮肤衰老才是正解》科学家证明了在皮肤中存在着几种干细胞群,是如何有效修复和维持肌肤稳态的。

例如:表皮干细胞(epidermal stem cells),可促进及维持表皮转换和体内平衡;毛囊干细胞(hair follicle stem cells),参与了即时性的皮肤伤口的修复;Lrig1+ 干细胞,存在于毛囊交界区;Gli1+干细胞,可维持皮脂腺;皮肤中最主要的干细胞是Lgr6 +干细胞。Lgr6 +干细胞是凸起于毛囊上方的的多能细胞,其活跃地循环以促进表皮和皮脂腺的生长及分泌。

一般讲的神经干细胞,指的是存在脑中的中枢神经干细胞。其实外周也有一些“神经干细胞”称为“神经嵴干细胞”,它们可以分化成外周神经细胞、神经内分泌细胞和施旺细胞,还能横向分化成色素细胞和平滑肌细胞。动物实验结果表明,脊髓里的神经干细胞虽然具有多向分化潜能,但自然状态下最容易分化成星形胶质细胞,而不能分化神经元,只是由胶质细胞形成没有功能的胶质瘢痕,不能形成有效的神经回路。外周神经细胞比中枢神经细胞有着更强的再生能力,断指再植经过锻炼还可以恢复部分功能。

Sox9+的类肝前体细胞 (Liver progenitor-like cells, LPLCs)就是肝脏干细胞,这些细胞具备再分化形成肝细胞和胆管细胞的能力,从而贡献肝脏的再生。

从尿液中分离表达SOX9+肾前体细胞(肾脏干细胞)

SOX9+肾前体细胞在急性肾损伤(AKI)后的组织修复中发挥主导作用,

肾脏肝脏干细胞都会表达SOX9,是否可以用该蛋白来靶向延长端粒和rDNA?

从尿液中也能分离出肾脏干细胞,说明组织中的干细胞很容易脱离组织,相反容易通过注射移植干细胞。

表达蛋白C受体(Procr)的乳腺多能干细胞 (Procr+ MaSC),在谱系示踪实验中这类干细胞能够分化为基底细胞和管腔细胞,在移植实验中这类干细胞能够具有强大的重构器官的能力 (Nature 2015)。



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