研究人员发现负责细胞衰老的基因

细胞重编程可以逆转导致间充质干/基质细胞(MSCs)活性和功能下降的衰老。这是科学家们已经知道了一段时间的事情。但他们没有弄清楚是哪种分子机制导致了这种逆转。今天发表的一项研究干细胞似乎已经解开了这个谜团。它不仅增强了MSC衰老和相关疾病的知识，而且还为开发减少或逆转衰老过程的药理学策略提供了见解。

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(一种逆转细胞衰老的常用方法)为这项研究建立了基因相同的年轻和年老细胞模型。骨科康复系和生物医学工程系的教授、首席研究员李万菊博士解释说:“虽然我们同意以前通过细胞重编程实现间充质干细胞再生的发现，但我们的研究进一步深入了解了重新编程的间充质干细胞是如何在分子上调节以改善细胞衰老的特征。”

研究人员首先从人类滑膜液(SF-MSCs)中提取MSCs，即在膝盖、肘部和其他关节中发现的液体，并将其重新编程为诱导多能性干细胞(万能)。然后他们将这些iPSCs恢复为间充质干细胞，实际上使间充质干细胞恢复活力。“当我们将重编程的MSCs与未恢复活力的亲本MSCs进行比较时，我们发现与亲本系相比，重编程的MSCs中与衰老相关的活动大大减少。这表明了细胞衰老的逆转，”李博士说。

研究小组接下来对细胞确定基因重编程是否会导致基因整体表达的变化。他们发现，与对照组细胞相比，重组细胞中GATA6的表达受到了抑制。GATA6是一种在肠道、肺和心脏发育中起重要作用的蛋白质。这种抑制导致了一种对胚胎发育至关重要的蛋白质——超音hedgehog (SHH)的活性增加，以及另一种蛋白质FOXP1的表达水平增加，FOXP1对大脑、心脏和肺的正常发育至关重要。“因此，我们确定GATA6/SHH/FOXP1通路是调节MSC衰老和再生的关键机制，”李博士说。

“GATA6/SHH/FOXP1通路在控制MSCs衰老中的鉴定是一项非常重要的成就，”Jan Nolta博士说，主编干细胞．“过早衰老会阻碍这些有前途的细胞扩大的能力，同时保持功能临床使用增强对控制分化和衰老途径的知识非常有价值。”

为了确定哪些Yamanaka转录因子(用于获得iPSCs的四种重编程基因)参与抑制iPSCs中的GATA6，研究小组分析了每种因子敲除后GATA6的表达。这产生了只有OCT4和KLF4能够调节GATA6活性的信息，这一发现与之前的几项研究一致。

“总的来说，我们能够证明，SF-MSCs的性质和功能发生了重大变化细胞重新编程．iPSC-MSCs的这些变化共同表明了细胞衰老的改善。最重要的是，我们能够确定GATA6/SHH/FOXP1信号通路作为控制细胞衰老相关活动的潜在机制，”李博士说。

他总结道:“我们相信我们的发现将有助于提高对MSC老化的理解及其在再生医学中的意义。”

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