小分子化合物对间充质干细胞复制性衰老的逆转作用

作者：黎彦; 冀帅飞; 付小兵; 项江兵; 陈华婷; 刘艺琼; 周来显; 孙晓艳; 吴旭

来源：解放军医学杂志, 2021, 46(07): 643-650.

DOI：10.11855/j.issn.0577-7402.2021.07.02

• 间充质干细胞
• 衰老
• 小分子

目的构建基于小分子化合物的全化学培养体系,探讨其在间充质干细胞(MSCs)复制性衰老过程中的作用。方法年轻MSCs连续传至20代(P20),建立复制性衰老细胞模型(P20-MSCs),将P20-MSCs分为衰老模型组与小分子处理组,取第5代脐带MSCs(P5-MSCs)作为对照组。衰老模型组与对照组于全化学培养体系中培养,小分子处理组于含丙戊酸、Repsox的全化学培养体系中培养,均培养7 d。采用β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)染色检测细胞衰老程度;免疫荧光染色观察细胞中Ki-67、OCT4、Nanog、P16、P21蛋白的表达情况;RT-qPCR检测OCT4、Nanog、P16、P21 mRNA的相对表达量;采用流式细胞术检测细胞凋亡情况;采用划痕实验、Transwell侵袭实验和克隆形成实验检测小分子化合物对衰老MSCs迁移、侵袭和克隆形成能力的影响。结果光学显微镜下观察显示,衰老MSCs体积增大,胞质呈现凸起增多现象。小分子全化学培养体系孵育后细胞恢复为梭形或不规则三角形,与年轻MSCs相似。SA-β-gal染色结果显示,与衰老模型组相比,经小分子处理后细胞SA-β-gal染色阳性率降低,差异有统计学意义(45.00%±1.23% vs.84.80%±1.50%,P<0.001)。免疫荧光染色显示,与衰老模型组相比,小分子处理组中Ki-67、OCT4、Nanog阳性细胞百分比增高(Ki-67:89.00%±1.50% vs.25.00%±2.00%,P<0.001;OCT4:88.40%±0.80% vs.25.40%±1.20%,P<0.001;Nanog:76.30%±1.70% vs.10.50%±0.60%,P<0.001),P16、P21阳性细胞百分比降低(P16:64.00%±3.20% vs.98.00%±1.50%,P<0.05;P21:45.00%±1.10% vs.82.00%±2.00%,P<0.05)。RT-qPCR检测结果显示,与衰老模型组相比,小分子化合物可上调OCT4、Nanog mRNA在老化MSCs中的表达(P<0.001),下调P16、P21 mRNA在老化MSCs中的表达(P<0.05)。与衰老模型组相比,小分子处理组细胞的抗凋亡能力(21.60%±1.20% vs.31.40%±0.80%)、迁移能力(49.30%±3.30% vs.30.60%±4.40%)、侵袭能力[(90.00±12.00)个 vs.(34.00±9.00)个]和克隆形成能力[(144.00±10.00)个 vs.(68.00±7.00)个]均明显提升,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。结论构建的小分子全化学培养体系能够抑制并部分逆转体外长期培养的MSCs的衰老进程。

• 单位
  南方医科大学南方医院