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基因工程在间充质干细胞功能优化中的应用2025-12-01 08:36:50

线粒体功能障碍还会导致细胞慢性炎症,激活Wnt/β-连环蛋白通路以抑制线粒体自噬,从而使大量受损的线粒体在间充质干细胞中积累,以上因素形成一个正反馈回路加剧线粒体损伤和细胞衰老。此外,线粒体功能障碍与多种线粒体损伤引起的代谢紊乱还会使NAD+/NADH比率失衡,影响细胞的能量状态,导致生物系统功能障碍,从而使体外培养的间充质干细胞无法达到预期的治疗效果。

间充质干细胞在体外培养时发生的形态和功能改变均会影响它在实际临床治疗中的作用效果,因此为提高间充质干细胞的培养效率,增强干细胞的治疗效果,需进一步探索优化干细胞的体外培养方案。目前主要从培养基、培养条件、基因与表观遗传调控、质量控制等方面提出改善间充质干细胞体外存活的方案,以期使间充质干细胞在体外获得更强的生存能力并获得更好的治疗效果。
 
细胞功能改变的原因很大一部分归因于遗传物质改变,通过对细胞的基因进行改造,在分子水平上调节间充质干细胞,是改善干细胞功能退化的重要方法。按不同干预层面可分为两大方向:其一是通过基因编辑技术将某类基因插入或从原有序列中敲除,从而使间充质干细胞获得更强的增殖分化能力及免疫调节能力;其二是通过表观遗传学间接操控细胞遗传学表达,通过DNA甲基化及组蛋白修饰等方式对间充质干细胞的非编码序列进行微观调控。基因工程能使细胞获得稳定的基因表达,从而在长期传代中保持长久恒定的生物特性。
 
基因修饰根据干预目的又可大致分为3个方向,即提高细胞增殖分化相关基因、调整细胞周期相关基因以及为使细胞获得某项特定分化能力导入特定基因从而靶向治疗相关疾病。在2006年,由日本科学家山中弥生团队提出了一项开创性研究,即通过引入4个特定的转录因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc,即Yamanaka因子,将已终末分化的体细胞重编程为诱导多能干细胞。
 
出自《改善间充质干细胞体外培养效率的策略分析》作者杨羽茜,徐丹,刘忠山 。