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血液幫老細胞克服老化障礙

 


  Joslin Diabetes Center (JDC) 的 Harvard Stem Cell Institute (HSCI) 研究人員終於朝向瞭解老化(或者可以延緩老化)過程上邁出重要的一步。 在一系列謹慎的實驗中, Amy J. Wagers 等人證明,年老老鼠的幹細胞暴露在年輕老鼠血液中的某些因子裡,會開始表現像年輕幹細胞一樣。而此過程由來自骨骼附近另一類型細胞的訊號所驅使。事實上,並非只有血液幹細胞開始呈現出較年輕細胞的特徵,還包括那些來自年老老鼠的組織。它們不是暴露在尚待確認的因子,就是暴露在那些顯然更加「年輕」的因子中。 Wagers 小組的最新研究發表在今日的 Nature科學雜誌上。它促進造血(hematopoietic)系統老化的理解並指出經由血液治療老化相關疾病的方法。

 

Doug Melton,HSCI 副所長以及哈佛幹細胞與再生生物學系副系主任稱此發現「重要」並解釋 "這篇論文證明,細胞以及它們的「家」,稱為利基(niche),一同隨著年齡退化。那也許不讓人感到意外,讓人驚異之處在於這個證明:「年輕動物,透過胰島素般的生長因子1的(IGF-1)作用,能使生理時鐘倒轉並使老化的血液細胞變年輕」。"

 由其他實驗室所完成的先前研究提出證據指出,因為年紀衰老而來的血液幹細胞功能衰退為細胞自身的部份本質。然而,這些細胞也受到某些訊號的影響。這些訊號來自於局部(local)骨髓微環境(或利基)的其他細胞。由 Shane Mayack(Wagers 實驗室的博士後研究)所領導的早期研究指出,因此此利基的發訊(signaling)中,成骨細胞(osteoblasts)扮演一個關鍵性的角色,並證明成骨細胞在血液幹細胞的維持與再生上扮演著特殊的角色。
 為了這篇最新的論文,Mayack 與她的同僚以年輕與年老老鼠研究血液幹細胞的老化過程。研究人員發現,當成骨細胞老化,它們改變送往幹細胞的訊號,而這種改變使這些幹細胞較無法產生血液細胞的正確混合。
 更引人注目地,在一系列試驗中(其中二隻老鼠共享相同的血液循環)科學家揭露,這種老化機制能被逆轉。在年老老鼠與年輕老鼠的搭配中,現存的成骨細胞族群展現出再生的訊號。很明顯地,回春也傳達至幹細胞,這些老化老鼠的造血能力展現出更多「年輕的」特徵。
 "最讓人興奮的是,發生在血液幹細胞老化過程中的改變可藉由血液本身所攜帶的那些訊號而逆轉。 Wagers,哈佛幹細胞與再生生物學系的副教授、HSCI 首席教員成員,同時也是在 Joslin(糖尿病中心)的教授說,這表示,對老化相關的幹細胞機能不良來說,血液系統提供一種潛在的治療途徑。
 「這些發現開啟了新的研究道路,包括研究其他尚未完全瞭解之組織類型的可能性,在其中,老化也許以上述類似方式由利基的幹細胞交互作用所調控」Mayack 說。「隨著時間過去,這些發現也許會影響一些血液疾病找出治療方法。」
 下一步,研究者將研究進出成骨細胞的訊號如何送出以及這些成骨細胞如何調節老化。這個 Joslin 團隊從檢查 IGF-1 的角色,其他研究已證明這種蛋白質能幫助骨骼肌的再生。讓他們驚訝的是,他們發現他們能藉由抑制 IGF-1 而非增強它,在成骨細胞中部份地改正老化缺陷。"這種差異強調了那些涉及細胞再生之控制的複雜性," Wagers 說。
 
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