间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头供货

只有足够的年轻活性,才能逆转时光的蹉跎

只有足够的年轻活性,才能逆转时光的蹉跎

只有足够的年轻活性,才能逆转时光的蹉跎

▷  美国抗衰老医学研究会主席Klatz博士宣称:外泌体是干细胞技术的下一个发展方向。

 

▷  然而,并不是所有外泌体都有抗衰老的潜力,除了外泌体的来源至关重要之外,年轻的外泌体还具备更有活力的调控作用。

 

外泌体如何对抗衰老

▷  衰老是一个非常复杂的过程,受到很多种因素的精确调控。目前有证据表明,外泌体在机体衰老过程中起到了非常重要的调控作用。

 

▷  细胞衰老主要受到p53–p21和p16–pRB肿瘤抑制途径所控制。衰老诱导信号,包括致癌应激、DNA损伤以及氧化应激等,通常跟p53与pRB通路有关。

 

▷  细胞衰老的过程中还可能通过分泌多种因子促进周围组织的癌变,这些因子改变了细胞微环境以促进邻近肿瘤细胞的生长。

 

只有足够的年轻活性,才能逆转时光的蹉跎

外泌体改善衰老细胞的研究

▷  泌体是细胞分泌的直径为30~150nm的双层磷脂囊泡,其中含有多种蛋白质、miRNA和细胞调控因子。

 

▷  研究发现,外泌体能够在细胞间进行通讯,传递蛋白质与生物信息,进而起到调节受体细胞的作用。

▷  英国伦敦玛丽皇后大学Ana O’Loghlen 团队在《Cell Metabolism》(IF=21.567)发表了论文”Small Extracellular Vesicles Have GST Activity and Ameliorate Senescence-Related Tissue Damage”。

 

▷  此项研究指出,年轻个体细胞分泌的小细胞外囊泡(sEV)能够通过减少氧化应激来改善老年个体细胞的衰老,进而揭示了 sEV在抵抗衰老与衰老性疾病中的重要作用。近期,该项研究在《Nature Reviews Molecular Cell Biology》杂志(IF=55.47)上进行了Highlight推荐。

只有足够的年轻活性,才能逆转时光的蹉跎

▷  科学家使用幼儿原代成纤维细胞外泌体(sEV-Y)、老人原代成纤维细胞外泌体(sEV-O);iRAS细胞系(模拟衰老)、etoposide处理的细胞系(模拟衰老)、iC细胞系(对照);衰老小鼠。

 

▷  该项研究表明,来自年轻人成纤维细胞中的sEV-Ys具有减轻衰老相关生物标志物的能力,还能够延缓iRAS诱导的衰老进程。

 

外泌体研究总结

▷  1、表型分析:年轻供体外泌体能显著改善老年个体成纤维细胞的衰老特征

▷  研究者从1-3岁的个体分离到原代成纤维细胞的外泌体(sEV-Ys),加入到67-81岁个体的原代成纤维细胞培养基中,BrdU、p16INK4A、p21CIP1免疫染色观察细胞活力发现,sEV-Ys解除了衰老成纤维细胞的增殖抑制,老年个体成纤维细胞中细胞周期、增殖能力等相关的因子的衰老特征均有所改善。

▷  2、蛋白组学揭示年轻供体外泌体中抗氧化蛋白对抗衰老的独特作用

▷  研究者通过蛋白组分析iRAS衰老细胞系、etoposide诱导的衰老细胞系,再跟对照年轻细胞系的外泌体蛋白水平差异。

 

▷  研究发现年轻细胞的外泌体较衰老细胞的外泌体富含更多的抗氧化相关的蛋白,尤其谷胱甘肽代谢通路富集特别显著。其中谷胱甘肽转移酶GSTM2在非衰老细胞的外泌体中含量最高。

只有足够的年轻活性,才能逆转时光的蹉跎

▷  3、机制探究1:年轻外泌体通过GSH水平来调节细胞系的衰老表型

▷  蛋白组学发现sEV-Ys外泌体的GSM2以及相关的GSH代谢蛋白丰度更高,研究进一步检测外泌体的GST活性。

 

▷  检测结果表明,sEV-Ys外泌体的GST活性较衰老细胞外泌体更高,并且经sEV-Ys外泌体处理后能够显著提高衰老细胞的GST活性以及ROS的清除能力。

▷  4、机制探究2:年轻外泌体通过抗氧化活性缓解小鼠的衰老表型

▷  研究进一步利用sEV-Ys外泌体处理衰老的小鼠,发现小鼠肝脏、肾脏、血液、褐色脂肪组织等等均表现出衰老缓解的表型。

 

▷  通过ELISA、WB、qPCR酶活性检测等技术手段表明,sEV-Ys外泌体通过提高GST活性增加了GSH含量,降低了ROS积累,同时降低了这些器官的脂质过氧化损伤。

▷  该研究通过蛋白组学找到sEV-Ys外泌体调控衰老的重要线索,围绕GSM2这个关键节点蛋白,结合体内体外的实验,揭示sEV-Ys外泌体是通过自身GST活性调节GSH/GSSG,进而影响细胞与器官的ROS积累,进而调控衰老表型。

 

未来展望

▷  本次研究从外泌体出发,利用外泌体蛋白质组学技术阐明了年轻个体的sEV-Ys外泌体具有改善衰老相关细胞损伤的潜力,为抗衰老机制的研究提供了新视角。

 

只有足够的年轻活性,才能逆转时光的蹉跎

▷  结合目前已有研究表明,人诱导多能干细胞外泌体能够显著降低衰老相关的β-半乳糖苷酶的表达水平,并且上调HDFs中胶原的表达,为干细胞外泌体的美容抗衰领域提供了理论依据。

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