Nature：大脑里的干细胞衰老原因可能是微环境的改变

干细胞者说 2019-08-15 22:43:22

人生小哲理干细胞者说

不贬不褒

如实陈述

方为科普之道

正文

微环境的改变或许是成体干细胞衰老的主要原因。

编辑：小明月

来源：干细胞者说

随着年龄的增长，人类的肌肉和关节会变得僵硬，使日常活动越发困难。一项发表在国际顶级期刊的新研究表明，我们的大脑也是如此，与年龄有关的大脑微环境的硬化对神经系统的干细胞功能有着重要影响。

2019年8月15日，英国剑桥干细胞研究中心的研究团队在Nature上发表了题为《Niche stiffness underlies the ageing of central nervous system progenitor cells》的文章，揭示了PIEZO1蛋白可以改变衰老进程中干细胞微环境，促进少突胶质细胞祖细胞（OPCs）功能。

1

微环境会影响干细胞的衰老

OPCs是一种神经系统的干细胞，对于维持正常大脑功能和髓鞘的再生至关重要。髓鞘是环绕我们神经的脂肪鞘，在多发性硬化症(MS)中受损。年龄对这些细胞的影响会导致MS症，但在健康人中，它们的功能也会随着年龄的增长而下降。

在这项研究里，研究人员对年轻和老年大鼠大脑进行了研究，以了解与年龄相关的大脑微环境的硬化对OPCs功能的影响。经过长时间培养新生小鼠和老年小鼠的OPCs发现，新生小鼠的OPCs保持高水平的增殖，而老年小鼠的OPCs增殖则比较低。如果将老年小鼠的OPCs移植给新生大鼠后，这些OPCs获得了重新增殖和分化的能力。这就表明老年小鼠的OPCs可在新生小鼠的干细胞微环境中被激活。

接着，研究人员将老年小鼠的OPCs分别放入含新生大鼠和老年大鼠的脱细胞神经细胞外基质的培养基中培养，在前者的OPCs分化和增殖能力增强。表明老年化可能损害了OPCs的功能。表明硬化的微环境可能是OPCs功能衰退的原因。

再接着，研究人员分别将新生小鼠和老年小鼠的OPCs放在软化的微环境和硬化的微环境中培养，发现在软化微环境中生存的新生小鼠和老年小鼠的OPCs很接近，而在硬化微环境中就不同。

2

微环境对干细胞衰老的影响机制

为了充分了解大脑微环境的软硬度如何影响细胞行为，研究人员找到了一种可以“欺骗”OPCs的上游分子PIEZO1---一种在细胞表面发现的蛋白质，它可以感知细胞微环境的软硬，可通过调节钙离子的流入进而调节细胞密度和干细胞活化。

当研究人员利用CRISPR技术特异性敲除PIEZO1后，可以诱导这些细胞去感知周围软化的环境，即便是在老年硬化的微环境中，OPCs依然保持较高水平的分化增殖能力。

更重要的是，我们利用siRNA技术干扰了老年大鼠脑内的OPCs的表达，细胞恢复了活力，再次承担起正常的再生功能。

3

文末小结

最后做个小结。这项研究表明：

• 年龄相关的大脑微环境的硬化可能是OPCs功能衰退的原因。

• 老年小鼠的OPCs可在新生小鼠的干细胞微环境中被激活。

• 微环境的改变可能是成体干细胞衰老的主要原因。

如果微环境对干细胞的影响机制在人体身上也可以适用，那么可能将会为基础研究和再生医学做出巨大的贡献，实现“返老还童”为期不远矣。