不同類型成體干細(xì)胞對DNA損傷應(yīng)答反應(yīng)研究.pdf

1、當(dāng)今社會老齡化狀況日益嚴(yán)重，衰老迫使我們要對衰老及衰老相關(guān)疾病的分子機(jī)制有更為深刻的理解。衰老相關(guān)機(jī)制之一是端?？s短，G3Terc-/-是研究端粒縮短誘發(fā)衰老的較好的實驗動物模型，G3Terc-/-由于失去端粒酶的保護(hù)作用而出現(xiàn)染色體末端端粒長度嚴(yán)重縮短，進(jìn)而激活干細(xì)胞DNA損傷應(yīng)答通路，不但可以引起細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)不同的損傷應(yīng)答檢定點變化，還能夠引起細(xì)胞外環(huán)境損傷而導(dǎo)致干細(xì)胞功能受損。
　　 錯配修復(fù)相關(guān)基因核酸外切酶(Exonuc

2、leasel，Exol)是端?？s短激活DNA損傷信號通路中的檢定點之一，敲除Exol基因可以阻斷G3Terc-/-小鼠小腸隱窩干細(xì)胞DNA損傷信號通路激活，進(jìn)而改善小腸隱窩干細(xì)胞損傷情況。然而Exol基因敲除對G3Terc-/-小鼠其他組織干細(xì)胞作用如何尚未見報道。
　　 我們的研究表明，Exol基因敲除不能改善G3Terc-/-小鼠造血干細(xì)胞損傷。骨髓移植實驗提示，與野生型對照組比較，G3Terc-/-供體來源HSC移植重建能

3、力明顯下降，Exol基因敲除不能改善這種重建能力降低的情況。Exol基因敲除也不能改善G3Terc-/-小鼠神經(jīng)干細(xì)胞損傷。
　　 小鼠神經(jīng)干細(xì)胞初次及第二次自我更新能力明顯下降，Exol基因敲除不能改善G3Terc-/-小鼠神經(jīng)干細(xì)胞自我更新能力降低的情況。同樣，Exol基因敲除不能改善G3Terc-/-小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞損傷，G3Terc-/-小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖能力降低，G3Terc-/-Exol-/-雙基因敲除小鼠

4、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖能力并未改善，其DNA損傷信號通路未能被阻斷。因此第一次提出這樣的證據(jù)：不同類型成體干細(xì)胞對端?？s短激活DNA損傷信號通路相關(guān)的檢定點存在不同的應(yīng)答反應(yīng)；這對研究其他基因?qū)Σ煌M織器官干細(xì)胞功能影響差異提供新的實驗依據(jù)。也對不同組織器官干細(xì)胞衰老及再生研究提供新的研究策略啟示，具有潛在的實際應(yīng)用價值。
　　 端?？s短激活DNA損傷應(yīng)答通路可以引起細(xì)胞外環(huán)境（系統(tǒng)大環(huán)境）損傷，影響HSC分化能力，導(dǎo)致細(xì)胞向淋系

5、細(xì)胞分化減少和向髓系細(xì)胞分化增加，和B淋巴細(xì)胞及T淋巴細(xì)胞生成障礙。之前的研究表明系統(tǒng)大環(huán)境影響造血干細(xì)胞的分化，而系統(tǒng)大環(huán)境（尤其是血清成分）對造血干細(xì)胞自我更新及重建能力影響尚未見報道。
　　 我們的研究提示，與同年齡野生型小鼠血清對比，正常年輕野生型小鼠HSC在體外與G3Terc-/-小鼠血清共培養(yǎng)后，造血干細(xì)胞增殖明顯增加，更多的造血干細(xì)胞離開靜止期進(jìn)入細(xì)胞周期。與G3Terc-/-小鼠血清共培養(yǎng)的骨髓干細(xì)胞移植進(jìn)入經(jīng)致

6、死性放射線照射過的小鼠，造血干細(xì)胞重建能力顯著下降。調(diào)控細(xì)胞周期G1期的基因p21和調(diào)控細(xì)胞周期G0期的基因TGF-β在正常年輕野生型小鼠與G3Terc-/-小鼠血清共培養(yǎng)后表達(dá)均顯著下調(diào)，但是分別去掉這兩個基因的干擾后，與G3Terc-/-小鼠血清共培養(yǎng)的HSC增殖仍然增多，說明端粒縮短激活DNA損傷信號通路引起造血干細(xì)胞功能損傷是多因素調(diào)控結(jié)果。因此，這一部分工作第一次提出這樣的觀點：系統(tǒng)大環(huán)境中血清成分改變直接影響造血干細(xì)胞自我更