研究提高体细胞干细胞再生能力的方法是再生医学面临的重大挑战。
再生医学网近期了解到一项最新研究,在这里,作者提出强迫表达LIN28A作为一种调节细胞代谢的方法,进而提高自我更新,分化能力,并在移植后的各种人类SSCs的定植。在机制上,在未分化/增殖的ssc中,LIN28A通过激活pdk1介导的糖酵解-tca/OxPhos解偶联,诱导从氧化磷酸化(OxPhos)到糖酵解的代谢重编程。
线粒体也被重新编程为功能能力提高的健康/融合线粒体。重编程允许SSCs在低水平的氧化和线粒体压力下更广泛地进行细胞增殖。
在成体组织中发现的未分化的干细胞/前体细胞,也称为体细胞干细胞(SSCs),负责损伤组织的再生。然而,在培养过程中,SSCs的内在再生能力下降;因此,在大多数情况下,移植培养的SSCs获得的组织再生效果并不理想。体外扩增SSCs是建立可扩展SSCs培养用于治疗目的的关键步骤。然而,类似于生物衰老,细胞衰老不可避免地在细胞增殖过程中积累,这被认为是观察到的SSCs内在修复能力下降的主要原因。
细胞衰老机制的主要理论被称为衰老自由基理论,该理论提出,细胞活动如有氧呼吸不可避免地产生活性氧(ROS)和氧化应激,导致线粒体功能障碍、DNA损伤、端粒缩短和蛋白质氧化。同时,受损线粒体的积累导致线粒体ROS产生增多,毒性蛋白聚集形成,炎症反应加剧,进一步加剧细胞衰老。因此,通过SSCs的代谢和线粒体重编程,在低ROS和改善线粒体功能的情况下实现高效的生物能生产,有助于提高SSCs的治疗能力。
相关发现表明LIN28A在再生医学中具有巨大的应用潜力。但由于LIN28的致瘤性,直接诱导损伤组织中LIN28的表达在临床上并不实际适用。相反,对LIN28A介导的SSCs修复机制的了解将有助于开发有效的再生策略,以规避LIN28A的致癌潜力。
作者的结论是代谢重编程是LIN28A作用的主要驱动因素。表达lin28a的SSCs主要使用糖酵解来生产生物能,而不是线粒体OxPhos。最终,LIN28A重组线粒体具有更强的代谢可塑性,可以有效地执行OxPhos,这是干细胞分化的代谢需要。
总之,
再生医学网认为,这些观察结果共同表明了LIN28A工程化SSC和LIN28A介导的再生机制在再生医学中的潜在未来用途。
(备注:图片源自网络。)