???美國抗衰老醫學研究會主席Klatz博士宣稱:外泌體是干細胞技術的下一個發展方向。
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?? 然而,并不是所有外泌體都有抗衰老的潛力,除了外泌體的來源至關重要之外,年輕的外泌體還具備更有活力的調控作用。
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外泌體如何對抗衰老
???衰老是一個非常復雜的過程,受到很多種因素的精確調控。目前有證據表明,外泌體在機體衰老過程中起到了非常重要的調控作用。
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???細胞衰老主要受到p53–p21和p16–pRB腫瘤抑制途徑所控制。衰老誘導信號,包括致癌應激、DNA損傷以及氧化應激等,通常跟p53與pRB通路有關。
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?? 細胞衰老的過程中還可能通過分泌多種因子促進周圍組織的癌變,這些因子改變了細胞微環境以促進鄰近腫瘤細胞的生長。
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外泌體改善衰老細胞的研究 ???外泌體是細胞分泌的直徑為30~150nm的雙層磷脂囊泡,其中含有多種蛋白質、miRNA和細胞調控因子。 ? ???研究發現,外泌體能夠在細胞間進行通訊,傳遞蛋白質與生物信息,進而起到調節受體細胞的作用。 ???英國倫敦瑪麗皇后大學Ana O’Loghlen 團隊在《Cell Metabolism》(IF=21.567)發表了論文”Small Extracellular Vesicles Have GST Activity and Ameliorate Senescence-Related Tissue Damage”。 ? ?? 此項研究指出,年輕個體細胞分泌的小細胞外囊泡(sEV)能夠通過減少氧化應激來改善老年個體細胞的衰老,進而揭示了 sEV在抵抗衰老與衰老性疾病中的重要作用。近期,該項研究在《Nature Reviews Molecular Cell Biology》雜志(IF=55.47)上進行了Highlight推薦。 ???科學家使用幼兒原代成纖維細胞外泌體(sEV-Y)、老人原代成纖維細胞外泌體(sEV-O);iRAS細胞系(模擬衰老)、etoposide處理的細胞系(模擬衰老)、iC細胞系(對照);衰老小鼠。 ? ?? 該項研究表明,來自年輕人成纖維細胞中的sEV-Ys具有減輕衰老相關生物標志物的能力,還能夠延緩iRAS誘導的衰老進程。 ? 外泌體研究總結 ?? 1、表型分析:年輕供體外泌體能顯著改善老年個體成纖維細胞的衰老特征 ???研究者從1-3歲的個體分離到原代成纖維細胞的外泌體(sEV-Ys),加入到67-81歲個體的原代成纖維細胞培養基中,BrdU、p16INK4A、p21CIP1免疫染色觀察細胞活力發現,sEV-Ys解除了衰老成纖維細胞的增殖抑制,老年個體成纖維細胞中細胞周期、增殖能力等相關的因子的衰老特征均有所改善。 ???2、蛋白組學揭示年輕供體外泌體中抗氧化蛋白對抗衰老的獨特作用 ?? 研究者通過蛋白組分析iRAS衰老細胞系、etoposide誘導的衰老細胞系,再跟對照年輕細胞系的外泌體蛋白水平差異。 ? ?? 研究發現年輕細胞的外泌體較衰老細胞的外泌體富含更多的抗氧化相關的蛋白,尤其谷胱甘肽代謝通路富集特別顯著。其中谷胱甘肽轉移酶GSTM2在非衰老細胞的外泌體中含量最高。 ???3、機制探究1:年輕外泌體通過GSH水平來調節細胞系的衰老表型 ???蛋白組學發現sEV-Ys外泌體的GSM2以及相關的GSH代謝蛋白豐度更高,研究者進一步檢測外泌體的GST活性。 ? ?? 檢測結果表明,sEV-Ys外泌體的GST活性較衰老細胞外泌體更高,并且經sEV-Ys外泌體處理后能夠顯著提高衰老細胞的GST活性以及ROS的清除能力。 ???4、機制探究2:年輕外泌體通過抗氧化活性緩解小鼠的衰老表型 ???研究者進一步利用sEV-Ys外泌體處理衰老的小鼠,發現小鼠肝臟、腎臟、血液、褐色脂肪組織等等均表現出衰老緩解的表型。 ? ???通過ELISA、WB、qPCR、酶活性檢測等技術手段表明,sEV-Ys外泌體通過提高GST活性增加了GSH含量,降低了ROS積累,同時降低了這些器官的脂質過氧化損傷。 ???該研究通過蛋白組學找到sEV-Ys外泌體調控衰老的重要線索,圍繞GSM2這個關鍵節點蛋白,結合體內體外的實驗,揭示sEV-Ys外泌體是通過自身GST活性調節GSH/GSSG,進而影響細胞與器官的ROS積累,進而調控衰老表型。 ? 未來展望 ???本次研究從外泌體出發,利用外泌體蛋白質組學技術闡明了年輕個體的sEV-Ys外泌體具有改善衰老相關細胞損傷的潛力,為抗衰老機制的研究提供了新視角。
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