《Cell Stem Cell》发表生物物理研究所干细胞研究的最新进展

　　2007年10月10日，国际干细胞权威杂志、《Cell》系列刊物《Cell Stem Cell》发表了生物物理研究所唐宏课题组和美国斯道尔研究所(Stowers Institute) 解亭课题组合作完成的研究论文：“果蝇卵巢内干细胞的衰老是由内源和外源的因素共同调控的”。

　　生物机体的衰老多是源于组织的老化。而组织的老化，一定程度上是由于组织特异干细胞的数目减少或者活性降低，使其不能再持续的分化出机体所需要的能够行使正常功能的细胞。干细胞衰老的调节机制至今仍没有得到深入研究，潘磊利用果蝇卵巢内的生殖干细胞为研究对象，发现在伴随干细胞衰老，一种由周围支持细胞（niche）提供给干细胞的BMP信号通路的活性明显下降，BMP信号是维持干细胞自我更新和控制其分化的重要调节路径之一。潘磊还发现周围支持细胞和干细胞之间由E-cadherin介导的粘附作用也随着衰老明显降低。这两方面因素最终导致了在衰老过程中，干细胞数目的减少和分化能力的减弱。人为提高周围支持细胞或干细胞BMP通路的强度可以缓解衰老造成的干细胞数目减少和功能的减退。加强细胞间连接作用，同样可以部分缓解衰老。而减慢干细胞的衰老，反过来同样可以帮助周围支持细胞保持数目和功能，两者是相互依存，相辅相成。更为有意思的是，人为地在周围支持细胞或者干细胞内过量表达超氧化物歧化酶（SOD）也能达到同等的缓和作用。超氧化物是细胞代谢产物，对细胞本身具有危害作用，并加速细胞的老化。伴随着细胞年龄的增长，这种有害物质也会在细胞内不断累积。SOD能消除细胞内的超氧化物。此项研究成果将进一步加深人们对机体衰老机制的了解，并可能应用到人类抗衰老的治疗中去。

　　这篇论文的第一作者潘磊博士在生物物理所唐宏研究员和美国斯道尔研究所(Stowers Institute) 解亭教授共同指导下完成了此项工作，该研究得到中科院和科技部的经费支持。

图：干细胞衰老的调节机制模式图

　　年轻的周围支持细胞（Niche, 深绿色）相对于年老的周围支持细胞（浅绿色）维持较高的信号产出水平，同时处在年轻时期的干细胞（深红色）同样相对于老年的干细胞（浅红色）拥有较高的信号接收水平。两者之间由E-cadherin介导的粘附作用（深紫色）也随着衰老变弱（浅紫色）。反而，对细胞有伤害作用的代谢产物-活性氧自由基会逐渐在老年的细胞内累积，从而导致干细胞数目减少以及自我更新和分化能力的减退。