去乙醯化酶SIRT1調控間充質幹細胞增殖與衰老的研究

《去乙醯化酶SIRT1調控間充質幹細胞增殖與衰老的研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由袁紅豐擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：去乙醯化酶SIRT1調控間充質幹細胞增殖與衰老的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：袁紅豐
• 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院

中文摘要

去乙醯化酶SIRT1由於其在腫瘤、神經退行性疾病、心血管疾病和糖尿病等老年相關疾病中重要作用而受到全世界許多大實驗室及製藥公司的廣泛關注。間充質幹細胞由於其取材方便、可誘導免疫耐受、遺傳背景穩定並具有多向分化潛能等優勢而成為組織和細胞工程理想的種子細胞。本項目將充分結合我們的工作基礎，利用我國的資源優勢，以人類間充質幹細胞為實驗細胞，套用慢病毒載體為基礎的過表達和下調錶達策略結合有潛在套用價值的小分子激活劑和抑制劑，研究SIRT1在間充質幹細胞增殖和衰老中的作用及機理。本項目對以SIRT1為靶分子以及以間充質幹細胞為靶細胞的套用均具有重要意義。

結題摘要

本課題的研究目的在於探索去乙醯化酶SIRT1在間充質幹細胞（MSCs） 衰老中的作用並找出一種可以延長MSCs 壽命的新方法。 在研究當中，我們觀察到骨髓和脂肪來源的MSCs在體外經過長時間培養，出現典型的衰老特徵，去乙醯化酶SIRT1蛋白的表達水平會隨著MSCs的衰老而顯著下降。我們發現在下調錶達SIRT1 的骨髓和脂肪來源的MSCs 中，細胞增殖顯著減慢，衰老細胞的數目明顯增多。隨後我們利用慢病毒轉導體系，在骨髓來源的MSCs當中過表達SIRT1 以及無酶活性的負顯性突變體SIRT1-H363Y。我們發現H363Y突變體使得早起細胞的增殖減慢，衰老細胞數目增加，但過表達SIRT1 對細胞的增殖與衰老影響不大。隨著細胞的傳代，過表達SIRT1 使處於增殖期的MSCs細胞數目增多，衰老的細胞數目減少，細胞增殖期可延長30 天左右。但是，SIRT1 過表達的MSCs 最終還是會進入衰老期。另一方面，我們檢測了MSCs 相關的表面標誌如CD31、CD34、CD90 和CD105 的表達，以及其成脂與成骨的分化潛能。結果表明，SIRT1 過表達不會導致MSCs 的分化，基因修飾之後的MSCs 仍然具有分化潛能。為了進一步的機制探索，我們檢測了兩個關鍵衰老相關分子P21與P16的表達變化情況。結果表明，SIRT1下調後引起骨髓來源MSCs 中P16 的表達明顯升高，但P21 的變化並不顯著；對於脂肪來源的MSCs 來說，P21 與P16 的表達卻均有升高。在長時間培養的過程中，SIRT1 的過表達可以減緩P16的積累，但對P21表達的影響不大。為了可能的臨床套用，我們檢測了不同濃度的白藜蘆醇（有爭議的SIRT1 的天然激活劑）以及不同的作用時間能否促進MSCs 增殖和延緩細胞衰老。我們發現，5μM 和20μM 的白藜蘆醇作用兩天，可以瞬時促進MSCs的增殖，但長時間作用反而加速了MSCs的死亡。 本課題的研究不僅可以使我們更好地理解SIRT1 在MSCs 衰老過程中的作用，還提供了一個可以延緩間充質幹細胞衰老的新策略。 本課題的研究導致一篇論文發表在國際刊物Journal of Molecular Medicine (IF 5.2)上，一項發明專利（CN102382801B）獲得國內授權，一名博士研究生畢業，達到了全部預期目標。