干細(xì)胞是從植物到人類所有生物體的重要基石,。干細(xì)胞在整個生命過程中可以分裂和自我更新,,能分化成所需的專門器官組織以及修復(fù)成年組織的必要的細(xì)胞,。
因此,干細(xì)胞被認(rèn)為是不朽的,,他們能在整個生命周期中重建自己和再生組織,,但是這并不意味著他們不會老化。干細(xì)胞也會逐漸失去了自己的能力,,喪失維護(hù)組織和器官的能力。
現(xiàn)在,,索爾克生物研究學(xué)院研究人員發(fā)現(xiàn)了與干細(xì)胞生存環(huán)境相關(guān)的一系列生物學(xué)事件,,他們的研究結(jié)果發(fā)表在5月23日的Nature 雜志上,這項研究結(jié)果對與年齡有關(guān)的疾病的治療和再生醫(yī)學(xué)具有重大意義,。
索爾克遺傳學(xué)實驗室教授Leanne Jones說:研究結(jié)果顯示把一個新的或年輕的干細(xì)胞放入舊的環(huán)境,,那些老化的蛋白可能不會導(dǎo)致組織再生。
為了探索干細(xì)胞的老化問題,, Jones使用雄性果蠅--黑腹果蠅作為研究對象,。研究人員揭示了干細(xì)胞生存環(huán)境中發(fā)出怎么樣的信號來維持干細(xì)胞的活力,這些信號會隨著時間的推移而丟失,,結(jié)果導(dǎo)致那些保持組織的干細(xì)胞數(shù)量的下降,。
索爾克研究人員發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞細(xì)胞產(chǎn)生稱為let-7的microRNA是已知的microRNA存在包括人在內(nèi)的很多物種中。let-7的增加引發(fā)了多米諾骨牌效應(yīng),,會影響Imp蛋白,,Imp蛋白功能是為了保護(hù)Upd。
總之,, Upd促進(jìn)保持干細(xì)胞的活性,,促進(jìn)干細(xì)胞與生存環(huán)境之間的交流促進(jìn)干細(xì)胞的自我更新。在老齡化過程中,,let-7的表達(dá)會越來越高,,最終導(dǎo)致Upd水平降低,減少生存巢穴中活躍的干細(xì)胞的數(shù)量,。但是什么導(dǎo)致老年果蠅let-7表達(dá)的積累仍然是一個懸而未決的問題,。
Jones說:我們將老化開關(guān)關(guān)閉可以扭轉(zhuǎn)這種干細(xì)胞年齡相關(guān)的帶來的功能損失,。
這種老化的解毒劑可以通過很多方式完成如防止let-7的升高、阻止的Upd的破壞或增加Imp的表達(dá),。Toledano說:這項研究為旨在刺激患者自身干細(xì)胞,、克服老齡化問題的藥物的開發(fā)開辟了新途徑。
Jones說:這項研究發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞生存“巢穴”失去其支持干細(xì)胞生長功能的一種機(jī)制,,同時研究還證實這是可逆轉(zhuǎn)的,。在患者體內(nèi),使用藥物治療可以將移植的干細(xì)胞的生存環(huán)境恢復(fù)功能,。
這項研究是由G. Harold和Leila Y. Mathers慈善基金會,、Ellison醫(yī)學(xué)基金會、Emerald基金會,、美國聯(lián)邦老齡化研究項目和國立衛(wèi)生研究院資助,。(生物谷:Bioon.com)
doi:10.1038/nature11061
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The let-7–Imp axis regulates ageing of the Drosophila testis stem-cell niche
Hila Toledano,Cecilia D’Alterio,Benjamin Czech,Erel Levine& D. Leanne Jones
Adult stem cells support tissue homeostasis and repair throughout the life of an individual. During ageing, numerous intrinsic and extrinsic changes occur that result in altered stem-cell behaviour and reduced tissue maintenance and regeneration. In the Drosophila testis, ageing results in a marked decrease in the self-renewal factor Unpaired (Upd), leading to a concomitant loss of germline stem cells. Here we demonstrate that IGF-II messenger RNA binding protein (Imp) counteracts endogenous small interfering RNAs to stabilize upd (also known as os) RNA. However, similar to upd, Imp expression decreases in the hub cells of older males, which is due to the targeting of Imp by the heterochronic microRNA let-7. In the absence of Imp, upd mRNA therefore becomes unprotected and susceptible to degradation. Understanding the mechanistic basis for ageing-related changes in stem-cell behaviour will lead to the development of strategies to treat age-onset diseases and facilitate stem-cell-based therapies in older individuals.