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.2017年4月3日;36(7):840-853.
doi:10.15252/embj.201694969。 Epub 2017年3月2日。

骨桥蛋白减轻造血干细胞衰老相关表型

附属公司

骨桥蛋白降低造血干细胞衰老相关表型

吉迪诺维拉等。 欧洲工商管理硕士J. .

勘误表in

  • 骨桥蛋白可减弱造血干细胞的衰老相关表型。
    Guidi N、Sacma M、Ständker L、Soller K、Marka G、Eiwen K、Weiss JM、Kirchhoff F、Weil T、Cancelas JA、Florian MC、Geiger H。 Guidi N等人。 EMBO J.2017年5月15日;36(10):1463. doi:10.15252/embj.201796968。 EMBO J.2017年。 PMID:28507084 免费PMC文章。

摘要

衰老后,造血干细胞的功能和结构发生变化,包括向髓系倾斜、重建潜力降低和蛋白质极性丧失。虽然已知干细胞的内在机制有助于HSC老化,但骨髓生态位的年龄相关变化是否调节HSC老化尚不清楚。随着年龄的增长,骨桥蛋白(OPN)在小鼠骨髓基质中的表达降低。年轻HSC暴露于OPN敲除生态位会导致植入减少、长期HSC频率增加和干细胞极性丧失。老年HSC暴露于凝血酶裂解的OPN可减缓老年HSC的衰老,导致植入增加,HSC频率降低,干细胞极性增加,外周血淋巴细胞和髓细胞恢复平衡。因此,我们的数据表明减少基质衍生OPN在HSC老化中起着关键作用,并将凝血酶裂解OPN确定为一种新的利基信息治疗方法,用于改善与老化相关的HSC表型。

关键词:老化;造血干细胞;微环境;生态位;骨桥蛋白。

PubMed免责声明

数字

图1
图1。年轻人移植BM公司细胞进入老化微环境导致HSC公司扩张与髓系发育
  1. 实验装置示意图:(Ly5.1+)年轻人的BM细胞移植到年轻或老年受体(Ly5.2+)老鼠。移植20周后,处死受体小鼠并取供体衍生的Ly5.1+通过流式细胞术和细胞分选对细胞进行详细分析。

  2. 年轻捐赠者捐赠的频率(Ly5.1+细胞)与年轻和老年受者PB中的总WBC(Ly5.2+)老鼠。

  3. 供体衍生Ly5.1中骨髓中年轻LT‐HSC、ST‐HSCs和MPP细胞的频率+年轻和老年受体的LSK细胞(Ly5.2+)老鼠。

  4. 供体衍生Ly5.1中年轻B细胞、T细胞和髓细胞的频率+年轻和老年受者PB中的细胞(Ly5.2+)老鼠。

  5. AcH4k16(红色)和微管蛋白(绿色)在供体来源的LT‐HSC中的代表性分布(Ly5.1+单元格)从Y排序Y和YO实验组移植后20周。比例尺,6μm。供体来源的年轻LT‐HSC对AcH4K16和微管蛋白的极化频率从年轻和老年受体中分离(Ly5.2+)老鼠。n个 = 3; ●在每次重复实验中,每个样品得分为40个细胞。

数据信息:数据基于每组五只受体小鼠的三次重复实验(例如。,n个=每组15人)。一对学生的检验用于确定两组平均值之间差异的显著性。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, ***P(P) < 0.001.
图2
图2。基质衍生的OPN公司与一起减少产科医生老化后基质中s的减少
  1. 骨骼切片的代表性卡通:骨内膜(灰色)、骨基质(红色)。(i) BM截面。(ii)BM冲洗后的BM段。这种靠近胚乳的细胞部分被用于随后的实验。(iii)BM冲洗后的骨,用胶原酶IV孵育,比例尺,50μm。

  2. 成骨细胞的相对频率,CD31+年轻和老年小鼠富含内皮基质细胞群中的内皮细胞、MSCs和CAR细胞(n个 = 7).

  3. 年轻或老年小鼠骨髓上清液中OPN的浓度(n个 = 6).

  4. 从骨内区域、谱系阳性细胞和LT-HSC(基质细胞)分离的年轻和老年细胞中OPN RNA的相对水平n个=7岁,n个=7岁;血统阳性n个=3岁,n个=3岁;LT‐HSC公司n个=4岁,n个=4旧)。

  5. CD45的频率第119条OPN公司+年轻和老年小鼠富含内皮的基质群体中的细胞(OPN阳性基质细胞)(n个 = 5).

  6. 年轻和老年富含内皮基质人群(OBs,CD31)的OPN中值荧光强度+内皮细胞、MSCs和CAR+细胞)来自三个实验重复(n个=9名年轻人,n个=6旧)。

  7. 年轻和老年OBs中DAPI(蓝色)和OPN(红色)定位的代表性免疫荧光三维图像(比例尺2.10μm)。在每个重复实验中,对每个样本进行两次15–20个细胞的实验。

  8. 年轻和老年OBs OPN信号的体积测量。

数据信息:配对学生的检验用于确定两组平均值之间差异的显著性。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, ***P(P) < 0.001.
图EV1
图EV1。BM公司随着年龄的增长,细胞频率降低,生态位微环境发生变化CFU(循环流化床)‐F(法语)/产科医生能力与细胞因子分泌的改变
  1. 一个

    CD45的相对频率第119条年轻和老年小鼠靠近胚乳的细胞组分中的细胞(富含胚乳基质的细胞群)(n个 = 9).

  2. B、 C类

    从骨内骨区域分离出的300000个年轻或老年细胞中CFU‐F(B)和CFU‐)OB(C)的频率(n个 = 4).

  3. D类

    成骨细胞OB、CD31的相对频率+青年和老年小鼠骨髓中央基质中的内皮细胞、MSCs和CAR细胞(n个 = 5).

  4. E类

    年轻和老年小鼠骨髓上清液中细胞因子的浓度(n个=3)。

  5. F、 G公司

    年轻和老年小鼠脾脏中LT‐HSC(F)和ST‐HSCs(G)的数量(n个=每组4-5人)。

数据信息:配对学生的检验用于确定两组平均值之间差异的显著性。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, ***P(P) < 0.001.
图EV2
图EV2。OPN公司基质染色产科医生第页,光盘31+内皮细胞,汽车 +单元格和移动交换中心
  1. 剩余骨内富集基质人群OPN阳性非成骨细胞CD31的相对频率+年轻和老年小鼠的内皮细胞、MSCs和CAR细胞(n个 = 4).

  2. 年轻和老年CAR中DAPI(蓝色)和OPN(红色)定位的代表性免疫荧光三维图像+细胞(比例尺1.40μm),CD31+内皮细胞(标尺1.80μm)和MSCs(标尺1.90μm。代表两个实验,每个重复实验中每个样本得分为15–20个细胞。

  3. 年轻和老年小鼠骨内富集基质中OPN阳性成骨细胞的相对频率(n个 = 4).

  4. 显示年轻人、老年人和富含OPN KO骨内基质人群中抗OPN抗体特异性的代表图。

数据信息:配对学生的检验用于确定两组平均值之间差异的显著性。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05.
图3
图3。OPN KO公司微环境,就像旧环境一样,过早地增加了年轻人的数量HSC公司s、 减少植入和蛋白质极性
  1. 一个

    实验装置的示意图。

  2. B类

    年轻骨基质谱系的共培养上清液中骨桥蛋白的浓度在年轻、年轻骨桥蛋白KO和富含骨内基质的老年人中呈阴性。

  3. C–E类

    年轻LT-HSC(C)、ST-HSC(D)和MPP(E)数量Ly5.1+转移到年轻的、年轻的OPN KO和老年的富含内皮的基质群体上。

  4. F类

    实验装置的示意图。

  5. G公司

    年轻捐赠者捐赠的频率(Ly5.1+细胞)与年轻、年轻OPN KO和老年受体PB中的总WBC(Ly5.2+)老鼠。

  6. H(H)

    在年轻、年轻OPN KO和老年受体的供体衍生LSK细胞中,骨髓中年轻LT-HSC、ST-HSC和MPP细胞的频率(Ly5.2+)老鼠。

  7. 供体来源的Ly5.1中年轻B细胞、T细胞和髓系细胞的频率+年轻、年轻OPN KO和老年受体PB中的细胞(Ly5.2+)老鼠。

  8. J型

    AcH4k16(红色)和tubulin(绿色)在供体来源的LT‐HSC(Ly5.1)中的代表性分布+细胞)移植后20周。比例尺,6μm。年轻组和老年组的数据如图1所示,其他OPN KO受体小鼠组的实验条件相同。

  9. K(K)

    供体衍生的年轻LT‐HSC对AcH4K16和来自年轻OPN KO和老年受体的微管蛋白极化的频率(Ly5.2+)老鼠。n个 = 5; ●在每次重复实验中,每个样品得分为40个细胞。

数据信息:(B–E)中的数据基于六个实验重复。(G–K)中的数据基于每组五只受体小鼠的六次实验重复(例如。,n个=每组25–30)。采用双向方差分析统计检验比较三组的平均值。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, ***P(P) < 0.001, ****P(P) < 0.0001.
图EV3
图EV3。OPN公司 −/−老鼠,像老老鼠一样,表现出减少产科医生炎症细胞因子数量增加书信电报HSC公司s与相关非极性
  1. A、 B类

    年轻LT‐HSC Ly5.1的频率+Annexin V阴性(A)和BrdU+(B) 在年轻、年轻的OPN KO和富含内皮细胞的老基质群上共同培养(n个 = 6).

  2. C类

    成骨细胞的相对频率,CD31+年轻、老年和年轻OPN KO小鼠富含内皮的基质群体中的内皮细胞、间充质干细胞和CAR细胞(n个 = 6–7).

  3. D类

    年轻、老年和年轻OPN KO小鼠骨髓上清液中细胞因子的浓度(n个 = 3).

  4. E类

    从年轻、老年和年轻OPN KO小鼠中分类的每只小鼠的LT‐HSC数量(n个=8)。

  5. F类

    AcH4k16(红色)和微管蛋白(绿色)在从年轻、老年和年轻OPN敲除小鼠(Ly5.2背景)中分类的LT‐HSC中的代表性分布。细胞核用DAPI染色(蓝色)。比例尺,5μm。将显示暗背景上的合并图片。

数据信息:使用双向方差分析统计检验比较三组的平均值。显示的是平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P)<0.01。
图EV4
图EV4。增加HSC公司s数字inOPN公司 −/−Cdc42活性增强和谱系提前扭曲的小鼠
  1. AcH4K16和年轻、老年和年轻OPN KO小鼠的微管蛋白的LT‐HSC极化频率。n个 = 6; ●在每次重复实验中,每个样品得分为40个细胞。

  2. 年轻、老年和年轻OPN-KO谱系耗尽的骨髓细胞中的Cdc42活性(LinBM)通过下拉/Western blot分析测定。活性Cdc42(Cdc42‐GTP)相对于总Cdc42和肌动蛋白进行了标准化。

  3. Cdc42‐GTP形式的密度计分与面板中总Cdc42表达的比率(B),n个 = 5.

  4. 从年轻、年老(24个月)、年轻OPN KO小鼠和年老OPN GO小鼠(18个月)中分类的每只小鼠的LT‐HSC数量(Ly5.2+)老鼠(n个 = 5–8).

  5. 年轻人、老年人(24个月)、年轻人OPN KO和老年人OPN GO(18个月)骨髓中B细胞、T细胞和髓细胞的频率(Ly5.2+)老鼠(n个 = 5).

  6. 年轻人、老年人(24个月)、年轻人OPN KO和老年人OPN GO(18个月)BM细胞中MEP、CMP、GMP和CLP祖细胞的频率(Ly5.2+)老鼠(n个 = 5).

  7. 实验装置示意图:在细胞注射15小时后对受体小鼠进行分析。

  8. 演示骨骼分析过程的卡通。

  9. CFSE比率+每节HSPC(每组3-4个生物重复)。幼鼠HSPC平均得分/只n个=39岁n个在三个生物重复中=63和OPN KO=70。

数据信息:使用双向方差分析统计检验比较三组的平均值。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, ***P(P) < 0.001.
图EV5
图EV5。年轻的基质微环境支持老年人的增加MPP公司在体外老年人的减少化学机械抛光体内
  1. 一个

    实验装置的示意图。

  2. B类

    年轻、年轻OPN KO和富含内皮细胞的老BM谱系共培养上清液中OPN浓度为阴性(n个 = 4).

  3. C–E类

    旧LT-HSC(C)、ST-HSC(D)和MPP(E)数量Ly5.1+年轻、年轻OPN KO和老年富含内皮基质人群(n个 = 4).

  4. F、 G公司

    旧LT‐HSC的频率Ly5.2+Annexin V阴性(F)和BrdU+(G) 在年轻、年轻的OPN KO和富含内皮细胞的老基质群上共同培养(n个 = 4).

  5. H、 我

    年轻人(H)和老年人(I)的频率(Ly5.1+)年轻、老年和年轻OPN KO受体BM细胞中的MEP、CMP、GMP和CLP祖细胞(Ly5.2+)小鼠移植后20周。数据基于每组五只受体小鼠的六次重复实验(例如。,n个=每组25–30)。

数据信息:使用双向方差分析统计检验比较三个不同组的平均值。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, ***P(P) < 0.001.
图4
图4。年轻的微环境恢复HSC公司分化频率、蛋白质极性和谱系
  1. 实验装置的示意图。

  2. 老捐赠者捐款频率(Ly5.1+细胞)与年轻、年轻OPN KO和老年受体PB中的总WBC(Ly5.2+)老鼠。

  3. 在年轻、年轻OPN KO和老年受体的供体来源的LSK细胞中,BM中老年LT-HSC、ST-HSC和MPP细胞的频率(Ly5.2+)老鼠。

  4. 旧B电池频率(B220+)、T细胞(CD3+)供体衍生Ly5.1中的髓细胞+年轻、年轻OPN KO和老年受体PB中的细胞(Ly5.2+)老鼠。

  5. 年轻小鼠股骨的全支架免疫荧光染色。OPN(绿色)和凝血酶(红色)在幼鼠股骨内壁区域的典型共分布。

  6. 年轻、老年和OPN KO小鼠BM上清液OPN和凝血酶的代表性Western blot分析。n个 = 3.

  7. Western blot分析显示OPN全长形式(OPN FL)和凝血酶裂解OPN截短形式片段大小(OPN TR)。

  8. AcH4k16(红色)和微管蛋白(绿色)在接受OPN FL治疗的年轻人、老年人、接受OPN TR治疗的老年人、OPN KO、接受OPN-FL治疗和接受OPN TR LT‐HSC治疗的OPN-KO中的代表性分布。比例尺,5μm。

  9. 所有实验组的AcH4K16和微管蛋白的LT‐HSC极化百分比。n个 = 4; ●在每次重复实验中,每个样品得分为40个细胞。

数据信息:(B–D)中的数据基于六次实验重复,每组五只受体小鼠(例如。,n个=每组25–30)。采用双向方差分析统计检验比较三组的平均值。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, ***P(P) < 0.001, ****P(P) < 0.0001.
图5
图5。使用OPN公司分数D衰减老化书信电报HSC公司通过激活整合素α,功能失调并恢复微管蛋白和Ach4K16的极性9β1HSC公司
  1. AcH4k16(红色)和微管蛋白(绿色)在老年OPN TR患者、老年凝血酶治疗患者、老年C组分治疗患者和老年D LT-HSC治疗患者中的代表性分布(OPN KO LT-HSC的治疗条件相同)。比例尺,5μm。

  2. 所有实验组的AcH4K16和微管蛋白的LT‐HSC极化百分比。n个 = 4; ●在每次重复实验中,每个样品得分为40个细胞。

  3. 用分数D谱系贫化骨髓细胞(LinBM)通过下拉/Western blot分析测定。图表表示Cdc42‐GTP形式的密度计得分与总Cdc42表达的比率,n个=5次下拉分析。

  4. 实验装置的示意图。

  5. 移植20周后,供体对年轻受体小鼠PB中总白细胞的贡献频率。

  6. 供体衍生Ly5.2+年轻受体小鼠PB中的细胞。

  7. 年轻受体小鼠供体来源的LSK细胞中BM中老年人、老年人伴C组分和老年人伴D组分LT-HSC的频率。

  8. 供体来源的LT-HSC中AcH4K16和微管蛋白极化的LT-HSCs百分比(Ly5.2+细胞)从移植后20周的老年人、C组老年人和D组老年人实验组中进行分类。●在每次重复实验中,每个样品得分为40个细胞,n个=3。

  9. 列出的实验组中,针对AcH4K16和微管蛋白极化的LT‐HSC百分比。n个 = 3; ●在每次重复实验中,每个样品有30个细胞得分。

数据信息:(E–I)中的数据基于每组四只受体小鼠的四次实验重复(例如。,n个=每组12–16人)。使用双向方差分析统计检验比较不同组之间的平均值。所示为平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, ***P(P) < 0.001, ****P(P) < 0.0001.
图EV6
图EV6。OPN公司碎片20–25 kDa重新极化旧书信电报‐高速列车
  1. 酶消化后OPN组分D(20–25 kDa)序列。蓝色显示凝血酶裂解部位。(ii)用8 M尿素第二次消化馏分D的色谱图。

  2. 对D组分消化所得的所有组分进行Western blot分析。使用抗OPN抗体和抗凝血酶抗体。

  3. 所有亚组分均在LT‐HSC上进行了测试。显示了所有实验组中AcH4K16和微管蛋白极化的LT‐HSC的百分比。n个 = 3. ●在每次重复实验中,每个样品得分为40个细胞。

  4. 在所列实验组中,因AcH4K16和微管蛋白而极化的LT-HSC的百分比。n个 = 3; ●在每次重复实验中,每个样品有30个细胞得分。极化细胞的百分比绘制在计分细胞总数上。

数据信息:使用双向方差分析统计检验比较不同组之间的平均值。显示的是平均值+1 s.e.m*P(P) < 0.05, **P(P) < 0.01, **P(P) < 0.001.

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