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间充质干细胞主要依靠糖酵解产生ATP2023-12-04 10:30:34

第5,10,15代骨髓间充质干细胞均呈贴壁生长,第15代细胞体积增大,增殖能力降低,S期细胞百分比减少;随着传代次数的增加,细胞划痕愈合和侵袭能力逐渐减弱,成脂、成骨和成软骨分化潜能未见显著性差异,细胞线粒体氧化磷酸化和糖酵解能力逐渐降低。随着传代次数的增加,β-半乳糖苷酶染色阳性细胞增多(P<0.05),衰老标记蛋白p21、p16、p53表达逐渐增加。结果表明:长期传代培养的骨髓间充质干细胞的生物学特性发生变化,第10代以后骨髓间充质干细胞可能由于衰老导致活性降低。采用第10代以内的骨髓间充质干细胞更适合于临床研究/治疗。

该研究通过测量细胞耗氧率和细胞外酸化率来评估基础和压力条件下骨髓间充质干细胞线粒体氧化磷酸化功能和糖酵解功能,与第5代比较,第10,15代骨髓间充质干细胞的线粒体氧化磷酸化和糖酵解能力明显下降,表明骨髓间充质干细胞长期传代培养过程中能量代谢发生了一系列变化。间充质干细胞主要依靠糖酵解产生ATP,同样需要功能完整的线粒体,间充质干细胞通过整合糖酵解和线粒体代谢产生的不同代谢产物调节其命运和功能。衰老标志物如p16、p53和β-半乳糖苷酶等均可用于早期识别衰老细胞,该研究结果显示β-半乳糖甘酶活性和衰老蛋白表达从第10代开始呈现轻微增加,至第15代显著增强,结果表明体外长期传代培养可引起细胞早衰,导致细胞衰老的机制目前尚不完全清楚,但 DNA 损伤、端粒缩短、氧化应激、自噬障碍和线粒体功能障碍在间充质干细胞衰老中发挥了关键作用,是间充质干细胞衰老的主要公认机制。
 
综上所述,骨髓间充质干细胞的生物学特性随着传代次数的增加发生改变,过度长期培养有可能导致骨髓间充质干细胞能量代谢障碍和衰老。深入探索间充质干细胞衰老的形成机制有助于进一步明确间充质干细胞功能障碍的驱动因素和效应因素,为缓解间充质干细胞功能障碍以及提升临床级间充质干细胞疗效方面提出可行性方案。课题组将继续深入研究长期传代培养骨髓间充质干细胞的能量代谢变化,能否通过能量代谢重编程逆转骨髓间充质干细胞的衰老是今后研究的重点。
 
出自《长期传代培养对骨髓间充质干细胞生物学特性的影响》作者赵文静,刘百坤,李秋莲.