表观遗传重编程在干细胞衰老逆转中的作用机制2025-12-01 08:47:20
表观遗传重编程在恢复衰老干细胞活性方面也有重要作用,即通过改变非编码物质的表达,包括DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA介导的遗传修饰从而改变细胞命运。间充质干细胞的成骨、成脂、成软骨分化受DNA甲基化和去甲基化的调节,高甲基化会维持细胞多能性基因的表达,使用DNA甲基转移酶抑制剂地西他滨能够降低p16INK4a启动子的甲基化水平,可以显著提高间充质干细胞的增殖能力和克隆形成能力,降低衰老标志物的表达,同时刺激干细胞分化。组蛋白乙酰化是一种重要的表观遗传修饰,通过在组蛋白的赖氨酸残基上添加乙酰基团来调控基因表达。抑制组蛋白去乙酰化酶就可以增强间充质干细胞的神经分化效率。miRNAs是细胞衰老相关基因表达程序中的关键调节因子。其中miR-195直接靶向端粒反转录酶基因的3‘-非翻译区,负向调控细胞的生存分化能力,敲低miR-195能显著增加衰老间充质干细胞中端粒反转录酶的表达,诱导端粒延长,逆转间充质干细胞衰老。
miR-155-5p通过抑制骨髓来源间充质干细胞中的线粒体裂变,增加线粒体融合,导致间充质干细胞衰老。敲除miR-155-5p可使衰老的间充质干细胞恢复活力并增强急性心肌梗死后的心肌细胞保护能力。miR-29c-3p、miR-29b-3p和miR-130b通过靶向不同的下游途径来恢复间充质干细胞衰老。通过上述基因工程,可在细胞基因及表观遗传学上改造间充质干细胞,使其获得更强的增殖分化及抗凋亡能力。但在安全性方面,病毒载体介导的基因转染可能会导致插入突变,影响细胞的基因稳定性和功能,基因编辑技术可能产生脱靶效应,导致非目标基因的意外突变。
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 。