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发现人干细胞“年轻化”蛋白,或可基因治疗骨关节
时间:2019-06-05 10:22 阅读次数:
 

发现人干细胞“年轻化”蛋白,或可基因治疗骨关节

最近,中国科学院生物物理研究所刘光慧研究组、北京大学汤富酬研究组和中国科学院动物研究所曲静研究组合作,首次鉴定出人间充质干骨关节炎是一种关节软骨的退行性病变和继发性骨质增生为特征的慢性关节疾病,中老年女性多见。

骨关节炎好发于负重较大的膝关节,髋关节等部位,发病原因与年龄增长、肥胖、劳损、创伤、关节先天性异常、关节畸形等有关。绝经女性、经常弯腿起立等人高发。细胞“年轻化”蛋白CBX4。该蛋白具有稳定人干细胞核仁异染色质结构、维持细胞年轻化的作用。更为重要的是,在小鼠模型中,基于该蛋白过表达的基因治疗可显著缓解骨关节炎的病理表型。相关论文3月26日发表在《细胞报告》杂志上。

据了解,骨关节炎是退行性骨关节病,与机体衰老密切相关。中国40岁以上群体骨关节炎患病率近50%,目前尚无安全有效的治疗方法。间充质干细胞的衰老和耗竭被认为是骨关节炎的主要诱因之一,揭示干细胞衰老的分子机制将为有效干预骨关节炎提供线索和靶标。

CBX4是PRC1蛋白复合物的组分之一,作为转录抑制因子,其在机体发育和细胞分化过程中发挥表观调控作用。这项研究发现,CBX4是维持人间充质干细胞年轻态的重要分子开关。在衰老的人间充质干细胞中,CBX4表达量显著下调。利用基因编辑技术CRISPR/Cas9敲除CBX4,可导致人间充质干细胞加速衰老。

为了揭示CBX4随衰老而下调的生物学意义,研究团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术靶向敲除CBX4。和预期相符的是,CBX4缺失可导致人间充质干细胞加速衰老。

研究团队同时证实,将CBX4的基因编码序列克隆到慢病毒载体(lentivirusvector)中,随后导入到衰老的人类间充质干细胞中,过表达CBX4可延缓人间充质干细胞的衰老,使得细胞恢复具有快速生长活力的“年轻态”。

值得一提的是,关节是相对密闭的腔体结构,针对关节局部基因治疗可以在确保疗效的同时减少副作用。

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