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科学家利用添加醋酸钠提高骨骼干细胞的活性 或能治疗与年龄有关的疾病

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cnBeta.COM 2021-09-15 11:13

据外媒报道,研究骨骼退化背后的生物机制的科学家们取得了一项发现,通过使作为该过程核心的干细胞恢复活力,可以帮助治疗与年龄有关的疾病,如骨质疏松症。新发表的研究表明,随着这些干细胞的老化,某些变化会损害它们的性能,但也显示了如何利用醋酸钠来恢复它们驱动新骨骼材料发展的能力。

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人体的某些部分不能像以前那样正常工作,这是衰老的一个自然功能,我们骨髓中的间质干细胞也是如此。像其他干细胞一样,这些细胞有能力分化成其他细胞类型,形成新的组织或其他生物材料,在这种情况下,它们是产生软骨、骨骼和脂肪细胞的核心。然而,它们这样做的能力会随着我们的年龄增长而退化。

德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所和科隆大学的科学家们试图挖掘其中的原因,这使他们找到了所谓的表观遗传学。这一科学领域的核心是外部环境因素如何影响我们的基因活动以及我们的身体对它们的反应方式,而不改变基因本身的序列。

此前一些研究揭示了随着年龄增长而发生的表观遗传学变化可能塑造某些健康结果。这包括2017年的一项研究,该研究显示低卡路里饮食可以减缓一种叫做DNA甲基化的表观遗传变化,这是一种控制基因何时应该或不应该被表达的化学活动,导致寿命延长。

这项新研究的重点是另一种被称为组蛋白修饰的表观遗传学变化。组蛋白是帮助包装我们细胞中的DNA并控制其访问的蛋白质,通过研究它们与间充质干细胞的关系如何演变,作者可能已经找到了一种调节该过程的方法。

“我们想知道为什么随着我们的年龄增长,这些干细胞产生的用于发展和维护骨骼的材料越来越少,导致越来越多的脂肪在骨髓中积累,”该研究的第一作者Andromachi Pouikli解释说。“为了做到这一点,我们比较了年轻和年老小鼠的干细胞的表观基因组。我们可以看到,表观基因组随着年龄的增长而发生明显变化。对骨骼生产重要的基因尤其受到影响。”

该团队从小鼠的骨髓中分离出这些细胞,并用含有醋酸钠(一种常见的食品添加剂)的营养液处理它们。这种处理方法将醋酸钠转化为一种构件,然后由酶附着在组蛋白上,这增加了对基因的访问并提高了其活性。

Pouikli说:“这种处理令人印象深刻地使表观基因组恢复了活力,改善了干细胞的活性,并导致了骨细胞的更高产量。”

该团队随后研究了人类的这一过程,研究了从接受髋关节手术的患者身上提取的间质干细胞。从患有骨质疏松症的老年患者身上获取的细胞,表现出与在小鼠身上观察到的相同的表观遗传学变化,骨质疏松症是一种导致骨密度和骨质量下降的疾病。围绕着醋酸钠用于治疗这些类型的疾病的安全性仍有问题需要回答,但这些早期结果是有希望的。

领导这项研究的Peter Tessarz说:“醋酸钠也可以作为食品添加剂,然而,以这种形式使用它来治疗骨质疏松症是不可取的,因为我们观察到的效果对某些细胞非常特殊。然而,已经有了干细胞疗法治疗骨质疏松症的初步经验。在这种情况下,这种醋酸纤维的治疗方法也可能有效。然而,我们仍然需要更详细地调查对整个机体的影响,以排除可能的风险和副作用。”

该研究发表在《自然-衰老》杂志上。

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