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藏在干细胞中的“不老泉”——Nanog

2016/07/27 来源:生物探索
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导读
Nanog基因是在胚胎干细胞内发现的一种转录因子。近日一项研究表明,Nanog基因可以通过恢复肌动蛋白纤维组织及血清反应因子(SRF)依赖的基因表达来逆转衰老的成体干细胞的成肌分化潜能。

图片从左到右分别表示:正常功能的干细胞、由于早衰症失去功能的干细胞、被Nanog基因重新启动功能的早衰干细胞。 图片来自参考文献

Nanog是于2003年在胚胎干细胞内发现的一种转录因子,它在维持胚胎干细胞全能性中起着重要作用。来自布法罗大学研究团队的一系列实验表明,该基因导入休眠细胞是预防骨质疏松、动脉堵塞等衰老相关疾病的关键。近日,该团队发表在Stem Cells上的研究证明Nanog有希望对抗早衰症。

“对Nanog的研究帮助我们去更好地理解衰老过程,以及最终如何逆转该过程。” 领导该研究项目的布法罗大学化学与生物工程学院的教授Stelios T. Andreadis说。

为了对抗衰老,人体内储存了一些未分化的细胞,它们可以再生为器官组织,这些细胞被称为成体干细胞。成体干细胞存在于机体的各种组织器官中,在正常情况下它们大多处于休眠状态,而在病理状态或在外因诱导下可以表现出不同程度的再生及更新能力。但是随着衰老,多数成体干细胞都不能很好地行使自身功能,这将导致一系列衰老相关疾病的发生。因此,逆转衰老对干细胞的影响,尤其是重启这些干细胞成了人类克服衰老疾病难题的关键。

Andreadis在之前的研究中观察了一些位于动脉、肠道等组织的平滑肌细胞,发现随着机体衰老,成体干细胞形成肌肉及产生收缩力的能力减弱。在近日发表的新研究中,该研究组将Nanog基因引入到衰老的干细胞之中,他们发现Nanog开启了两条重要的信号通路:ROCK和TGF-β,并最终启动了休眠的肌动蛋白(actin),而actin所构造的细胞骨架在成体干细胞形成肌细胞的过程中是必须的。它们所产生的收缩力最终帮助由于衰老而丧失功能的成体干细胞恢复再生功能。

“Nanog不仅有延缓衰老的能力,在某些情况下它甚至有逆转衰老的潜力”。Andreadis说。同时,他还指出他们在三种不同的衰老模型中验证了Nanog作用,包括:老年捐赠者的细胞,培养的衰老细胞,衰老症患者的细胞。

此外,研究人员还发现Nanog激活了许多肌肉形成过程中的关键调控因子——血清反应因子(SRF),这暗示着Nanog的效应可能同样适用于骨骼肌、心肌等其他肌细胞。

目前研究人员正将重点放在寻找一种可以替代或模仿Nanog效应的药物上。这将使他们了解到在衰老过程中,机体的哪些方面是可以被逆转的,这对于动脉粥样硬化、骨质疏松症、阿尔茨海默病等疾病有一定的提示作用。

备注:本文编译自medicalxpress网站,原标题:“Embryonic gene Nanog reverses aging in adult stem cells

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