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BMSCs衰老对成骨分化的表观遗传调控机制2025-09-05 08:34:30

此外,随着BMSCs衰老,与年龄相关的基因p21和p16表达上调,导致细胞周期停滞于G1期,从而限制了细胞的增殖能力。衰老BMSCs还表现出端粒DNA损伤增加,以及成骨标志物基因RUNX2、Ⅰ型胶原蛋白α1链和碱性磷酸酶表达显著降低,从而抑制成骨分化潜能。这些分子水平的变化揭示了BMSCs衰老过程中细胞功能衰退的内在机制,为理解老年性骨质疏松的发病基础提供了重要线索。

当BMSCs在体内发生衰老时,其成骨分化和成脂分化趋势也都有所偏移。在此过程中,RUNX2作为成骨标志转录因子,其功能受到多种表观遗传修饰的调控,例如MAPK依赖的RUNX2磷酸化对于染色质修饰和基因表达至关重要,这可通过染色质免疫共沉淀技术得到验证。另一方面,PPARγ作为脂肪分化的重要转录因子,其表达受到DNA甲基化的显著影响,还受到BMSCs成脂分化中关键转录因子NF-κB的调控。具体而言,使用siRNA技术构建针对RUNX2和PPARγ的敲低载体,并通过转染到特定细胞系中,可以验证这2个因子对成骨和脂肪分化的影响。
 
在体外培养中,BMSCs缺乏复杂的分子调控机制,衰老过程较为简单,涉及的信号通路包括CXCL7、ALP、BMP、Wnt和Hedgehog信号通路,以及某些特定的转录因子,如RUNX2和PPARγ。这些信号通路不仅影响BMSCs的增殖和分化,还对骨的稳定性和修复能力产生深远影响。随着年龄的增大,BMSCs表现减弱的成骨分化能力和迁移能力,导致成骨-成脂分化平衡偏移,这主要是由于RUNX2表达抑制与脂肪生成核心调控网络协同激活。该过程受组蛋白去乙酰化酶3介导的组蛋白去乙酰化修饰及前蛋白转化酶枯草溶菌素5型的蛋白水解活性共同调控。BMSCs在这一过程中的功能衰退和细胞数量耗竭会直接影响骨代谢的平衡,导致骨髓炎症性病理微环境的形成,而这正是构成OP疾病的核心病理机制之一。
 
出自《骨髓间充质干细胞衰老与骨髓微环境失衡在老年性骨质疏松中的作用机制》作者王贺贺,李姣。