中科西部干细胞研究院：谁是干细胞中的“年轻化”因子？

在我们的身体中，细胞分裂、衰老和死亡每时每刻都在上演，而广泛存在于人体脂肪、骨髓、关节等部位的间充质干细胞在其中发挥着特殊的作用。研究表明，间充质干细胞的衰老和耗竭是骨关节炎的重要原因之一。

为探究导致间充质干细胞“返老还童”的因素，中科院生物物理研究所刘光辉团队进行了为期四年的探索，研究成果于3月26日发表在《细胞报道》期刊上。

岁月催人腿脚老为什么很多老人腿脚不舒服？随着年龄的增长，关节中的软骨细胞慢慢老化，润滑它们的软骨粘液减少，导致关节疼痛、僵硬，甚至骨关节炎。

目前治疗骨关节炎的方法主要有非药物、药物、手术等方法。非药物方法包括主动运动、针灸、按摩、电疗等，副作用小但效果有限；药物治疗，即注射镇痛药、软骨保护剂、透明质酸钠等，可快速消除炎症刺激，促进软骨愈合再生，但注射剂本身会损伤软骨，不宜反复使用；必要时会进行手术治疗，但手术存在一定的安全风险，效果难以保证。

研究表明，骨关节炎的一个主要原因是关节中的间充质干细胞（前体）、软骨细胞和滑膜细胞的老化和功能退化。其中，关节间充质干细胞可分化为软骨细胞、滑膜细胞、韧带细胞等。当关节老化或损坏时。如果能够发现并抑制导致间充质干细胞衰老的关键靶点，恢复的“年轻”干细胞可以更有效地分化为软骨细胞和滑膜细胞，从而实现对衰老的关节细胞的及时“补充和替换”。与现有的治疗方法相比，它可能是一种更安全、更有效的方法。基于这一猜想，刘光辉课题组一直在努力探索能够恢复人间充质干细胞“年轻态”的因素。

年轻因子大显其能揭开间充质干细胞返老还童之谜，首先要探究年轻和年老间充质干细胞的区别。研究人员检查并比较了年轻和老年间充质干细胞中的基因表达水平，很快发现在老年细胞系中，PRC1 蛋白复合物的一种成分CBX4 的蛋白质表达明显低于老年细胞系。年轻的手机.后来，他们测试了从老年组织中分离出来的原代间充质干细胞，发现了同样的现象。

“CBX4蛋白在生理性衰老、基因加速衰老和复制性衰老的间充质干细胞中表达下降。考虑到其作为表观遗传调节因子的特性，我们推测这可能是间充质干细胞。它是衰老的驱动力。干细胞”。任晓青，论文第一作者，中国科学院生物物理研究所博士后。

研究人员使用CRISPR/Cas9 技术靶向CBX4 敲低，发现缺乏CBX4 的间充质干细胞会加速衰老。细胞中的CBX4 过表达能否使衰老细胞更年轻？为了测试这一点，研究人员将CBX4 基因编码序列克隆到慢病毒表达载体中。经过基因工程，这种慢病毒载体不再具有病毒的“毒力”，而是可以作为基因转移工具，将靶蛋白导入哺乳动物细胞，是治疗实践中常用的方法。疾病

当将载有CBX4 基因编码序列的慢病毒载体引入衰老的人间充质干细胞时，干细胞变得“年轻”并恢复了其快速生长的特性。研究人员指出，这可能是因为CBX4 阻止了细胞中过多的蛋白质合成，减缓了细胞衰老的速度。

助力解决衰老相关疾病除了细胞水平的实验，研究人员还进行了动物实验。他们切割小鼠的前交叉韧带以模拟骨关节炎。随后将过表达CBX4 的慢病毒载体注射到小鼠的关节腔中。发现关节内衰老细胞比例降低，软骨再生明显，炎症反应也得到抑制，骨关节炎症状得到有效缓解。

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