Forschungsfortschritte bei der Intervention der chinesischen Medizin bei der Alterung mesenchymaler Stammzellen

Schlüsselwörtermesenchymale Stammzellen;Altern; Traditionelle chinesische MedizinMesenchymale Stammzellen (MSC) sind pluripotente Stammzellen, die aus Mesoderm stammen, die unter geeigneten Bedingungen in eine Vielzahl von Zelltypen differenzieren können, um beschädigte Zellen zu ersetzen. Gewebe und Zellen halten normale Funktionen und Homöostase des Körpers. MSCs selbst werden jedoch auch Seneszenz unterzogen. Wagner et al. [1] berichteten systematisch dieAlterungsphänomen von MSCsZum ersten Mal wird darauf hingewiesen, dass MSCs während der In -vitro -Passage replikativen Seneszenz durchlaufen werden, die sich als flache und breite Zellmorphologie, verringerte Proliferations- und Migrationsfähigkeiten, Zellzyklusstillungen und -galactolipide manifestiert. Erhöhte Glycosidase -Aktivität usw.

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MSC -Alterungnicht nurbeeinflusst ihre eigene regenerative Funktion erheblichund führt aber auch zu einer Verringerung der Stammzellreserven, wodurch die Fähigkeit des Körpers, beschädigtes Gewebe zu reparieren und die zu beschleunigenmenschlicher Alterungsprozess.Daher ist eine eingehende Forschung zum Alterungsmechanismus von MSC von großer klinischer Bedeutung.

Die aktuelle Forschung [2] zeigt, dass der MSC -Alterungsmechanismus mehrere Signalwege beinhaltet. Die traditionelle chinesische Medizin hat die Eigenschaften von Mehrkomponenten und Multi-Ziel-Merkmalen und kann eine Rolle bei der Verbesserung der Autophagie, Antioxidans, Anti-entzündungshemmend, bei der Aufrechterhaltung der Telomerlänge usw. spielen, indem relevante Signalwege reguliert werden, wodurch das MSC-Altern wirksam lindert [3]. derzeit
Der größte Teil der Forschung konzentriert sich auf die Wirkstoffe traditioneller chinesischer Medikamente, von denen die meisten kidneytonifizierende, blutaktivierende und qi-tonifizierende traditionelle chinesische Medikamente sind, die hauptsächlich die Zellfunktion und verzögern die Alterung durch die Verbesserung der Autophagie, antioxidativen, entzündungshemmenden und anderen Wirkungen und regulierende verwandte Signalwege. Dieser Artikel zielt darauf ab, den Mechanismus der traditionellen chinesischen Medizin zusammenzufassen, die die MSC-Alterung beeinträchtigen, um eine Grundlage für die Entwicklung neuer Anti-Aging-Behandlungsstrategien zu bieten.

1 MSC -Alterungsmechanismus und mit den Signalwegen einbezogen

Aktuelle Studien [2] zeigen, dass der MSC -Alterungsmechanismus Telomere -Verkürzung, DNA -Schäden, epigenetische Störungen, Mikroumgebungstörungen, oxidativen Stress, Proteinhomöostase -Störungen und Nährstofferfassungsstörungen umfasst. Mit zunehmender Anzahl der Abteilungen wird MSC -Telomere zu einer kritischen Länge verkürzt, die DNA -Replikation behindert und das Altern induziert. Gleichzeitig verlieren langfristige proliferierende MSCs die Fähigkeit, DNA-Schäden zu erkennen und zu reparieren und den Alterungsprozess zu verschärfen [4].
Die epigenetische Regulation wie Histonmodifikation, DNA -Methylierung, Chromatin -Reorganisation und RNase -Modifikation beeinflusst die Genexpression und fördert die Zellalterung [5]. Seneszende Zellen sezernieren seneszenzassoziierte sekretorische Phänotypen (SASP) wie Entzündungsfaktoren, Chemokine, Wachstumsfaktoren und Matrix-Metalloproteinasen (MMPs), was zu chronischer Entzündung führt, die die Zellmikroumgebung beeinflussen und die MSC-Agenzierung beschleunigen [6]. Reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die durch oxidativen Stressschäden erzeugt werden, kann DNA -Schäden und mitochondriale Funktionsstörungen verursachen, was direkt zum MSC -Alterung oder zur Beschleunigung von MSC führt [7]. Proteinhomöostase -Störungen, insbesondere Autophagie- und Ubiquitinierungsfunktionsstörungen, sind Schlüsselfaktoren, die zur MSC -Alterung führen [8-9]. Hyperglykämie und fettreiche Umgebungen beschleunigen MSC-Alterung durch Nährstofferfassungsstörungen [10-11]. Diese Mechanismen sind miteinander verflochten und fördern gemeinsam den Alterungsprozess von MSC.

Die oben genannten Zellalterungsmechanismen umfassen mehrere Signalwege. Die p53/p21- und p16-Pfade hemmen die Aktivität von zellzyklusabhängigen Kinasen und blockieren dadurch den Zellzyklus. Beide werden oft als biologische Alternmarker verwendet. Der Sirtuin 1 (Siｒt1) -Pfad hemmt die p53/p21- und p16 -Wege, erhöht die Telomeraseaktivität und die Telomerlänge und verringert die DNA -Schädigung, wodurch die MSC -Alterung verzögert wird [12]. Ein anderes Familienmitglied, Siｒ6, nimmt an der epigenetischen Regulation durch Deacetylierung teil, behält die Genomstabilität auf und verhindert den MSC -Rückgang [13]. Das Säugetierziel des Rapamycin (mTOR) -Pwegs wird durch die Proteinkinase B (Akt) des vorgelagerten Faktors reguliert. Die Intervention des PI3K/Akt/mTOR -Weges kann die Autophagie aktivieren und die Zellalterung verbessern [8]. Eine hohe Glukoseumgebung kann den mTOR -Weg aktivieren und die Seneszenz der Zellen induzieren [10]. Der AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) -Pweg reguliert nicht nur die oxidative Stressreaktion und verzögert die MSC-Alterung durch die Förderung der mitochondrialen Fusion und die Verringerung der mitochondrialen Spaltung [14], aber auch den mTOR-Weg zur Aktivierung von Autophagie- und Inhibit-MSC-MSC-Achung [15].

Das Schweigen des Liganden IHH im Igel -Signalweg kann die SASP -Sekretion von MSCs verringern und das Altern hemmen [16]. Der Insulin/Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor (IIS) beeinflusst die Telomeraseaktivität und fördert das MSC-Alterung durch Insulin- und Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor (IGF) und seine Rezeptor-Signalübertragung [17]. Die Hemmung des Wnt/ -Catenin -Weges kann die ROS -Erzeugung verringern und den P 53- vermittelten Alterungsphänotypen [18] umkehren, während die Überaktivierung die ROS -Erzeugung fördert und die MSC -Alterung beschleunigt [19]. Darüber hinaus wird der Rückgang des Wnt -Weges häufig von Chromatin -Remodellierung und abnormaler Histonmodifikation begleitet, was wiederum die Funktion von MSCs beeinflusst [13]. Die reduzierte Transkriptionsaktivität des Kernfaktors erythroid 2- verwandter Faktor 2 (nf2) kann zur Akkumulation chronischer oxidativer Stress führen und die MSC -Alterung fördern; Die Aktivierung des Nf2 -Signalwegs kann die Alterung des Alterns umkehren und die Lebensfähigkeit der Zellen wiederherstellen [7]. p38mapk im mitogenaktivierten Proteinkinase (MAPK) -Pweg kann den p53/p21-Weg aktivieren und das MSC-Alterung beschleunigen, während Melatonin den p53/p38-MAPK-Weg und den reversen MSC-Altering hemmen kann [20]. Die Aktivierung des Kernfaktor-κB (NF & kgr; B) -Padways kann die SASP-Sekretion erhöhen und die DNA-Schädigung fördern und die MSC-Alterung beschleunigen [6]; Einige Studien [21] haben jedoch herausgefunden, dass seine Aktivierung die Expression des telomerbezogenen Gens Tinf2 verbessern und die MSC-Alterung verzögern kann. Der Janus-Kinase 2/Signal-Wandler und -Aktivator der Transkription 3 (JAK2/STAT3) kann unter Östrogenmangelbedingungen aktiviert werden, wodurch die SASP-Sekretion fördert und die MSC-Alterung verschärft wird [22]. STAT3-Überexpression kann jedoch die Mitochondrienfunktion schützen, die ROS-Werte reduzieren und die Anti-Aging-Fähigkeit der Zellen der Zellen der Zellen von Zellen erhöhen. Die Expression von Ja-assoziiertem Protein (YAP) und Transkriptionskoaktivator mit PDZ-Bindungsmotiv (TAZ) im Hippo-Weg nimmt bei gealterten MSCs ab. Eine verstärkte YAP -Aktivität hilft bei der Reparatur von DNA -Schäden und verlangsamte die Replikative des Zellen. Umgekehrt stellt die Hemmung der YAP -Expression die mitochondriale Dysfunktion wieder her und verbessert die MSC -Alterung [24]. Der MSC -Alterungsmechanismus und die beteiligten Signalwege sind in Abbildung 1 dargestellt.