近期,中国科研团队王娟娟、建科、杨青等人取得一项重要医学研究成果,他们发现利用组蛋白甲基转移酶抑制剂可延缓人脂肪来源的间充质干细胞衰老并促进肌腱修复。这一成果为肌腱损伤的治疗带来了新的希望,有望改善众多患者的生活质量,让更多人在面对肌腱损伤时能有更有效的治疗选择,使个人从医学研究进展中获得实际受益。
成果说明:组蛋白甲基转移酶抑制剂的神奇功效
科研团队针对间充质干细胞在治疗肌腱损伤方面的潜力及面临的问题展开研究。间充质干细胞(MSC)具有多向分化潜能,这让它在治疗肌腱损伤领域潜力巨大。然而,在实际应用中,当间充质干细胞进行体外扩增时,细胞衰老会限制其增殖和分化能力,进而影响治疗效果。
研究人员发现,在人脂肪来源的间充质干细胞(hAD - MSCs)体外扩增过程中,组蛋白甲基转移酶SETD7的表达上调。为解决这一问题,他们使用SETD7的药理学抑制剂PFI - 2来培养hAD - MSCs。结果显示,这种培养方式能延缓hAD - MSCs的衰老,衰老相关基因的表达明显减少,同时其增殖和分化能力得以维持。移植实验表明,由PFI - 2处理过的hAD - MSCs形成的细胞片,能更有效地加速肌腱修复。这充分说明SETD7是改善hAD - MSCs扩增的重要靶点,对开发高效的基于干细胞的治疗策略至关重要。
内容分析:肌腱损伤治疗的现状与新策略
肌腱损伤现状
肌腱损伤发病率居高不下,主要是由剧烈运动、不当动作、事故以及人口老龄化等多种因素导致。而且,肌腱相关损伤常导致修复效率低下,多达40%的患者会再次经历肌腱断裂。目前现有的治疗方法,由于人体自身内源性再生能力有限,往往无法恢复受损肌腱的结构完整性和生物力学功能。
干细胞疗法的兴起
在这样的背景下,基于干细胞的疗法逐渐成为有前途的治疗方法。间充质干细胞(MSCs)因其具有增殖、多系分化和免疫调节等能力,被广泛应用于组织工程领域。不过,直接注射干细胞悬浮液存在一些安全和有效性方面的问题,比如细胞容易分散、细胞行为不受控制以及缺乏支持引导细胞的结构等。
细胞片工程技术的优势
细胞片工程技术提供了一种无支架的三维细胞外基质(ECM)富集环境,它可以在植入时局部递送细胞并保留细胞间的连接。这种技术结合了干细胞和细胞片工程技术的优点,成为一种非常有效的治疗策略,目前已经应用于角膜损伤、心/肝疾病和肌腱损伤等多种组织/器官损伤的治疗。
脂肪来源的间充质干细胞的特点与挑战
脂肪来源的间充质干细胞(AD - MSCs)采集简便、侵入性低,而且相比骨髓干细胞(BMSCs)能提供更大数量的细胞。已证实AD - MSCs衍生的细胞片具有多能性,通过配置培养基成分,AD - MSCs细胞片可以诱导成类似肌腱的谱系。然而,AD - MSCs通常需要在体外扩增多个倍增周期以获得足够的细胞数量,然后才能进行细胞片形成和移植。但体外扩增的MSCs寿命有限,AD - MSCs的组织再生能力在达到一定细胞分裂次数后会逐渐下降,体外扩增过程中的培养相关衰老被认为是AD - MSCs功能障碍的重要诱因。
科研团队的研究过程
科研团队通过分析Gene Expression Omnibus(GEO)数据库的数据,发现SETD7表达与hMSCs复制性衰老呈正相关。随后,利用连续体外亚培养的人AD - MSCs(hAD - MSCs)作为细胞复制性衰老模型,确认了体外细胞亚培养模型中SETD7的强诱导。接着验证了PFI - 2作为一种药理学药物,可以靶向SETD7以延缓hAD - MSCs的培养相关衰老表型,从而增强其自我更新和多系分化能力。最后,在大鼠髌腱损伤模型中确认了PFI - 2处理的hAD - MSCs衍生细胞片的治疗效果。
科普知识:解锁医学奥秘
- 间充质干细胞:它宛如一位神奇的“魔法师”,是具有多向分化潜能的细胞,可以分化成多种细胞类型,如骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等。在肌腱损伤治疗中,它有望分化成肌腱细胞,促进肌腱的修复。
- 细胞衰老:就像人会随着岁月流逝而逐渐老去,细胞在生长过程中,随着时间的推移,其生理功能也会逐渐衰退。在间充质干细胞体外扩增过程中,细胞衰老会限制其增殖和分化能力,进而影响治疗效果。
- 组蛋白甲基转移酶:这是一类可以对组蛋白进行甲基化修饰的酶,这种修饰就像是给基因表达“开关”,可以影响基因的表达。SETD7就是其中一种组蛋白甲基转移酶,它的表达上调与间充质干细胞的衰老有关。
- PFI - 2:它是一种能够抑制SETD7活性的药理学抑制剂,如同给加速衰老的“刹车”,通过抑制SETD7,能够延缓间充质干细胞的衰老,增强其修复能力。
- 细胞片工程技术:这是一种将细胞培养成具有一定结构和功能的细胞片的技术,它可以为细胞提供一个无支架的三维细胞外基质富集环境,在植入时能局部递送细胞并保留细胞间的连接,提高治疗效果。
这项研究成果为肌腱损伤的治疗提供了新的思路和方法,未来有望让更多肌腱损伤患者受益。