Blood:不同組織的幹細胞之間或存在共同的衰老機制

2020-12-03 騰訊網

表觀遺傳調控對造血系統的維持至關重要,而表觀遺傳調控一旦失控就有可能導致造血系統紊亂。

UTX(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat, chromosome X),又稱為KDM6A,是組蛋白H3(H3K27)上賴氨酸27的去甲基酶,也是Compass樣和SWI/SNF複合體的組成部分。在該研究中,研究人員發現UTX通過全局調控衰老相關基因在造血系統中發揮重要作用。

https://doi.org/10.1182/blood.2019001044

Utx基因缺陷(Utx-Δ/Δ)小鼠表現為骨髓偏斜伴發育不良、髓外造血、造血重建能力受損,並且對白血病的易感性增加,這些都是造血衰老的特徵。

Utx-Δ/Δ小鼠的血細胞變化 https://doi.org/10.1182/blood.2019001044

RNA測序(RNA-seq)分析表明,Utx缺乏使年輕造血幹/祖細胞(HSPC)的基因表達譜轉換成了老年HSPC的基因表達譜。Utx在HSC中的表達隨著年齡的增長而降低;在Utx-Δ/Δ HSPC中,與衰老相關的標誌物的表達增加、活性氧積累、DNA雙鏈斷裂修復受損。

Utx-Δ/Δ和Utx-Δ/Uty小鼠的白血病分析 https://doi.org/10.1182/blood.2019001044

信號通路和染色質免疫沉澱(ChIP)分析結合RNA-seq數據表明,UTX主要通過去甲基酶依賴性和非依賴性表觀遺傳學編程維持隨年齡的增長而下調的基因的表達,從而促進造血穩態。

值得注意的是,UtxΔ/ΔHSPC、衰老的肌肉乾細胞、衰老的成纖維細胞和衰老的誘導神經細胞之間的通路變化有很大的重疊,這強烈表明不同組織的幹細胞之間存在共同的衰老機制。

相關焦點

  • 成體幹細胞穩態和衰老晝夜節律調節機制!
    這篇綜述文章中,研究人員揭示了晝夜節律鐘調節成體幹細胞功能的機制,以及在老化過程中晝夜節律鐘的改變如何調節決定成體幹細胞穩態的內在和外在機制。文章中,研究人員從「成體幹細胞的晝夜節律和生境」、「成體幹細胞生境中的晝夜節律系統線索」、「成體幹細胞的衰老和晝夜節律鍾」、「老化的系統性晝夜節律網絡」、「晝夜節律鐘的幹擾和成體幹細胞的老化」等方面進行了論述。
  • 科學家揭示ZKSCAN3延緩人幹細胞衰老的表觀遺傳機制
    該研究首次報導ZKSCAN3通過自噬非依賴性的方式延緩人幹細胞衰老。機制方面,ZKSCAN3能通過穩固細胞核膜蛋白與異染色質的相互作用,從而增強基因組穩定性並抑制重複元件表達。  在該項研究中,研究人員首先發現ZKSCAN3在人類早衰症間充質幹細胞、複製性衰老間充質幹細胞,以及老年個體分離的原代間充質幹細胞中均呈現出下調表達,暗示著ZKSCAN3與衰老調控的潛在聯繫。
  • 【重磅綜述】成體幹細胞穩態與衰老的晝夜節律調控
    這一期,我們就來說一說晝夜節律與成體幹細胞衰老之間「錯綜複雜」的故事兒。通過在組織水平同步所有細胞,晝夜節律可以確保機體一致的時間生理特性。有關成體幹細胞生理特徵的最新研究表明,幹細胞衰老與晝夜節律紊亂緊密相關。本篇綜述討論了晝夜節律如何調節和同步化成體幹細胞的功能,以及衰老過程中晝夜節律變化調控成體幹細胞穩態的外在和內在機制。
  • 曲靜/劉光慧/張維綺揭示ZKSCAN3延緩人幹細胞衰老的表觀遺傳機制
    該研究首次報導ZKSCAN3通過自噬非依賴性的方式延緩人幹細胞衰老。機制方面,ZKSCAN3能通過穩固細胞核膜蛋白與異染色質的相互作用,從而增強基因組穩定性並抑制重複元件表達。在該項研究中,研究人員首先發現ZKSCAN3在人類早衰症間充質幹細胞、複製性衰老間充質幹細胞,以及老年個體分離的原代間充質幹細胞中均呈現出下調表達,暗示著ZKSCAN3與衰老調控的潛在聯繫。進而利用CRISPR/Cas9介導的基因編輯技術和幹細胞定向誘導分化技術,研究人員首次獲得了靶向敲除ZKSCAN3的人胚胎幹細胞和間充質幹細胞。
  • 動物所等揭示人類皮膚衰老的分子機制
    皮膚的衰老伴隨其屏障和防禦功能的降低以及皮膚衰老相關疾病發病率的升高。由於皮膚的細胞組成具有高度異質性,傳統技術難以精確揭示皮膚衰老過程中不同細胞類型的變化規律和分子機制。為進一步明確人皮膚衰老過程中細胞和分子水平的改變,研究人員利用單細胞轉錄組學測序技術繪製了不同年齡段的多種皮膚細胞類型(包括表皮基底細胞、有棘細胞、顆粒細胞、黑色素細胞、真皮細胞等)的基因表達圖譜。分析表明,富含表皮幹細胞的表皮基底細胞具有較高的異質性並可被分為6個細胞亞群。此外,中年組與老年組的皮膚相較於年輕組具有更為相似的轉錄組特徵,提示眼部皮膚在中年時期已經發生顯著的衰老相關基因表達變化。
  • elife:幹細胞基因組揭示衰老的秘密
    最近,來自HHMI的研究員Yukiko Yamashita等人發現果蠅的精元幹細胞能夠通過一種特殊的遺傳策略在代際之間維持年輕的狀態與其它單獨存在的基因不同,rDNA基因重複存在於基因組中的多個位點。以人類為例,rDNA基因存在於5條染色體上,每一個染色體上都有數百個拷貝。這種遺傳重複使得細胞能夠產生足夠的合成核糖體的材料。
  • 劉光慧/曲靜/張維綺合作揭示核心節律蛋白延緩幹細胞衰老及促進...
    生物鐘的調控機制在不同物種中高度保守,它使哺乳動物的生理和行為呈現出與外界24小時晝夜循環一致的節律性變化,從而維持機體組織和細胞生理活動的動態平衡。越來越多的證據顯示,節律調控的失衡與衰老密切相關。研究表明,成體幹細胞的衰老和耗竭是個體衰老的重要標誌之一,也是引發人類退行性疾病(如退行性關節病變)的關鍵驅動力。然而,核心節律蛋白在人類成體幹細胞衰老過程中的調控作用尚不明確,能否通過靶向核心節律蛋白來延緩衰老或者防治衰老相關疾病也有待探索。
  • Blood:調控造血幹細胞的信號通路
    10月的《血液》(Blood)雜誌報導了,瑞典隆德(Lund)大學醫院幹細胞研究中心人員最新總結的調控造血幹細胞的多條信號通路。       造血幹細胞(HSCs)是能自我更新、有較強分化發育和再生能力、可以產生各種類型血細胞的始祖細胞。HSCs是目前研究最為透徹的人類幹細胞。
  • Science:不同人體組織中端粒長度存在差異
    一項新研究分析了 20 多種人體組織,發現了不同組織類型之間的差異和關聯,指導我們理解疾病和衰老機制。
  • 人體衰老和生病都是因為幹細胞,幹細胞有什麼功能呢?
    其實人體最基本的組成單位就是細胞,據相關的研究表明,人體大約是由1800萬億上不同生理特性的細胞組成的「細胞社會」。但是,其實人體每天都是有細胞衰老和凋亡的,但是也有新的細胞在不斷重生,而這些重生的細胞都是來自於幹細胞。
  • Blood:驚人發現!癌症竟會促進機體過早衰老!
    圖片來源:University of East Anglia我們都知道,老化會促進癌症發生,但這項研究中,研究人員首次發現癌症也會促進機體細胞過早衰老;更重要的是,衰老的骨髓細胞會加速白血病的發生和進展
  • 幹細胞:延緩皮膚衰老的方法與新思路
    皮膚衰老的病理學改變 皮膚衰老的機制非常複雜,在細胞、分子水平,可表現為染色體端粒縮短,甲基化水平下降,EGF等生長因子及其受體或其它生長、抑制相關基因數量、功能的變化,對外界反應性逐漸降低,皮膚細胞增殖分化能力進而減弱、新陳代謝減緩,皮膚呈現出衰老外貌。
  • Natrue:成體幹細胞的DNA損傷可引發衰老
    生物谷報導:成體幹細胞對人體自我修復和組織再生至關重要,不過,成體幹細胞會隨著年齡的增長而逐漸減少,人體因而也會逐漸衰老。一項最新研究表明,DNA損傷是造成成體幹細胞減少進而產生衰老的主要機制原因。這一發現對於人類理解衰老過程以及幹細胞移植具有重要的意義。相關論文發表在6月7日的《自然》雜誌上。
  • 動物所等揭示RNA m6A修飾調控人幹細胞衰老的新機制
    已有研究表明,m6A作為基因表達調控中的重要節點,通過調節靶RNA的出核、穩定性、選擇性剪接和翻譯過程,參與調控諸多生物學事件,而關於m6A在衰老特別是在人幹細胞衰老過程中的研究卻鮮有報導。因此,m6A在人幹細胞衰老過程中的動態變化規律、調控作用及關鍵調節因子均需進一步闡明。
  • 劉光慧/曲靜/張維綺合作解碼人類皮膚衰老機制
    皮膚是機體衰老過程中最先出現衰老表徵的組織之一。皮膚的衰老伴隨其屏障和防禦功能的降低以及皮膚衰老相關疾病發病率的升高。由於皮膚的細胞組成具有高度異質性,傳統技術難以精確揭示皮膚衰老過程中不同細胞類型的變化規律和分子機制。
  • 深度解析免疫細胞和幹細胞之間的作用機制 助力幹細胞再生療法的開發
    很多年來,幹細胞生物學家都將目光聚焦於研究幹細胞的本質屬性,以此來探究為何幹細胞具有再生能力且可以分化成為一系列不同類型的細胞,隨著研究者逐漸發現一系列對幹細胞多能性非常重要的基因和蛋白時,他們卻忽視了幹細胞所處的生境(幹細胞微環境),但附近的細胞、分泌蛋白、細胞外基質、循環代謝信號比如氧氣和葡萄糖、多種物理參數比如剪應力和組織強度都會影響幹細胞的行為。
  • 衰老、飲食誘導肥胖和代謝性疾病之間的聯繫
    來源:血管與腔內血管外科雜誌德克薩斯大學休斯頓健康科學中心的一個合作研究小組發表了一項研究,揭示了肥胖、衰老、端粒長度和代謝性疾病之間的聯繫。當端粒變得太短,細胞就不能安全地複製它的染色體,從而停滯或衰老。這種縮短也與衰老過程和退行性疾病的發展有關。最近的研究也顯示了肥胖引起的代謝性疾病(如2型糖尿病)與衰老細胞的積累之間的聯繫,衰老細胞進入了不可逆轉的增殖停滯狀態,細胞衰老可能是由於幹細胞過度分裂導致端粒縮短所致。
  • 幹細胞應用於抗衰老,負責修補、維護組織
    DNA就是上圖中的這樣一個長長的螺旋形雙鏈,而決定我們身體髮膚各種不同點的基因就是這長鏈中的一小段。所以,自打在娘胎肚裡開始,我們的身體就好像在經歷一種程序性的衰老過程。隨著生命科學人員的不斷努力,發現細胞是構建生命的最小功能單位,細胞的衰老是組織、器官、機體衰老的基石。我們的人體有60-100萬億個細胞組成,而這些細胞又分為很多類型,各類細胞通過產出不同的功能蛋白,來相互協作。(若把細胞比作一個工廠,我們上邊提到的DNA,就是工廠的生產計劃)。
  • 調控幹細胞「靜止態」 可對抗機體衰老
    封面故事  主持人:本報記者 陸成寬  在哺乳動物中,幹細胞是維持組織和器官終生穩定和再生所必需的,但隨著年齡的增長,幹細胞的功能會下降。在生命過程中為保存幹細胞功能,它們被保持在低代謝和低增殖的靜止狀態。
  • 了解衰老,什麼樣的人群適合幹細胞治療?
    衰老可以說是人們一生的敵人,在走向衰老的歷程中,皮膚逐漸鬆弛,出現皺紋。人們如何才能不衰老或者是有沒有能夠延緩衰老的辦法?衰老的原因又是什麼?你都知道嗎?首先,我們要知道的人為什麼終將走向衰老?