Senescence-associated ultrastructural features of long-term cultures of induced pluripotent stem cells (iPSCs)

doi:10.18632/aging.101309

.2017年10月23日；9(10):2209-2222.

doi:10.18632/aging.101309。

诱导多能干细胞（iPSCs）长期培养的衰老相关超微结构特征

附属公司

¹意大利罗马00146“罗马特雷”大学LIME科学系。
²意大利罗马00146，IRCCS，Bambino Gesu儿童研究医院，分子医学实验室，神经科学部，神经肌肉和神经变性疾病科。

^#贡献均等。

PMID： 29064821
预防性维修识别码：项目经理5680563
内政部： 10.18632/aging.101309

诱导多能干细胞（iPSCs）长期培养的衰老相关超微结构特征

菲奥雷拉·科拉苏诺等。老龄化（纽约州奥尔巴尼市）. 2017.

.2017年10月23日；9(10):2209-2222.

doi:10.18632/aging.101309。

附属公司

¹意大利罗马00146“罗马Tre”大学LIME科学系。
²意大利罗马00146，IRCCS，Bambino Gesu儿童研究医院，分子医学实验室，神经科学部，神经肌肉和神经变性疾病科。

^#贡献均等。

PMID： 29064821
预防性维修识别码：项目经理5680563
内政部： 10.18632/aging.101309

摘要

诱导多能干细胞（iPSC）在开发个性化再生医学方面有很大的前景，但其生物学特征的表征仍然不完整。此外，已经报道了长期培养的iPSC中发生的变化，表明这些变化是细胞衰老的模型。因此，我们研究了iPSC的超微结构特征，重点关注可能的时间依赖性变化，涉及特定的细胞区室。为此，我们采用创新的电子显微镜技术（FIB/SEM）对不同时间点的培养物进行了比较分析。我们观察到细胞间接触的逐渐丧失，与外泌体的发生增加有关。线粒体逐渐增多，同时呈细长形状，发育良好嵴线粒体成熟伴随着它们的更替，正如自噬体的存在（在年轻的多能干细胞中无法检测到）所评估的那样，其中一些自噬体内含有可识别的线粒体。这一发现在中年多能干公司中尤其常见，而在衰老的细胞中偶尔出现，提示早期自噬激活后，随着培养时间的延长，自噬过程的效率降低。因此，共聚焦显微镜显示自噬标记的表达和分布随年龄变化。有趣的是，年轻多能干细胞对雷帕霉素的反应性最高，而在老化细胞中几乎消失。总之，我们的结果强烈支持长期培养的iPSCs作为研究细胞衰老相关方面的模型，包括细胞间通讯、能量代谢和自噬。

关键词：纤维束/扫描电镜；老化；自噬；细胞间接触；iPSC；线粒体。

PubMed免责声明

利益冲突声明

利益冲突

这份手稿的作者声明没有利益冲突。

数字

图1
y-iPSCs倒置显微镜下获得的亮场图像(一)，ma-iPSC(b,d日)和a-iPSC(**c（c）**,**e（电子）**). 标尺，20μm(一-**c（c）**)，10微米(d日,**e（电子）**).

图2
y-iPSCs的FIB/SEM显微照片(一,b)，ma-iPSC(**c（c）**,d日)和a-iPSC(**e（电子）**,如果). 图像被电子着色以突出细胞核（蓝色）、线粒体（粉红色）和自噬体（绿色）。箭头、缝隙连接；星号，紧密连接；G、高尔基体；粗面内质网。

图3
y、ma和a-iPSC的FIB/SEM显微照片显示了培养期间线粒体结构的变化。线粒体紊乱嵴ma-和a-iPSC中的星号表示。N、原子核标尺，1μm。

图4
显示ma-的超微结构细节的FIB/SEM图像(一-**c（c）**)和a-iPSC(d日-如果). b、c、e中的箭头表示含有线粒体（m）或其他部分消化的细胞质物质的自噬体。E、外泌体；N、细胞核；（TGN，转高尔基网络；RER，粗面内质网）。

图5
与y-和a-iPSC相比，ma-iPSC的自噬增加。显示了LC3 I/II和α-管蛋白作为负荷控制的Western blot分析。条形图显示LC3–II/I比率，并表示三个实验的平均值±SD。

图6
标记有p62（红色）和Hoechst（蓝色）的y-、ma-和a-iPSCs的共焦显微图像显示，与y-iPSCs相比，ma-iPSCs和a-iPSC中的颗粒p62免疫阳性表达丰富。

图7
用Beclin1（绿色）、Lamp2（红色）和Hoechst（蓝色）免疫染色的y-、ma-和a-iPSCs的共焦显微镜。在ma-iPSCs中，中央细胞显示Lamp2的粒状分布，而箭头表示与a-iPSCs中观察到的核周染色类似的细胞。

图8
共焦显微镜下用抗p62抗体（红色）、抗Beclin1（绿色）、Lamp2（红色）和Hoechst（蓝色）染色的y-和a-iPSCs，用雷帕霉素单独处理或与巴非霉素联合处理。

图9
在y-iPSCs、ma-（培养6个月后）和a-iPSCs中观察到的生物特征示意图（特别是，我们强调了线粒体断裂、细胞-细胞接触的逐渐丧失、自噬体和细胞外小泡的存在以及老化。m，线粒体；N，细胞核；E，细胞外小囊；A，自噬体。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

衰老相关的线粒体/氧化应激途径在人类诱导的多能干细胞中受到抑制。
Prigione A、Fauler B、Lurz R、Lehrach H、Adjaye J。 Prigione A等人。干细胞。2010年4月；28(4):721-33. doi:10.1002/stem.404。干细胞。2010 PMID：20201066
源自人类诱导的多能干细胞的外泌体改善皮肤成纤维细胞的衰老。
Oh M，Lee J，Kim YJ，Rhee WJ，Park JH。 Oh M等人。国际分子科学杂志。2018年6月9日；19(6):1715. doi:10.3390/ijms19061715。国际分子科学杂志。2018 PMID：29890746 免费PMC文章。
衰老诱导多能干细胞（iPSCs）是研究早衰的一种新的细胞模型。
Petrini S、Borghi R、D'Oria V、Restaldi F、Moreno S、Novelli A、Bertini E、Compagnucci C。 Petrini S等人。老龄化（纽约州奥尔巴尼）。2017年5月31日；9(5):1453-1469. doi:10.18632/aging.101248。老龄化（纽约州奥尔巴尼）。2017 PMID：28562315 免费PMC文章。
多能干细胞治疗早衰症的潜力。
Compagnucci C，Bertini E。 Compagnucci C等人。国际分子科学杂志。2017年11月7日；18(11):2350. doi:10.3390/ijms18112350。国际分子科学杂志。2017 PMID：29112121 免费PMC文章。审查。
多能干细胞中的线粒体功能和细胞重编程。
Bukowiecki R、Adjaye J、Prigione A。 Bukowiecki R等人。老年学。2014;60(2):174-82. doi:10.1159/00035500。Epub 2013年11月19日。老年学。2014 PMID：24281332 审查。

查看所有类似文章

引用人

细胞材料来源在生成基于iPSC的关节软骨再生产品中的临床潜力。
Eremeev A、Pikina A、Ruchko Y、Bogomazova A。 Eremeev A等人。国际分子科学杂志。2023年9月22日；24(19):14408. doi:10.3390/ijms241914408。国际分子科学杂志。2023 PMID：37833856 免费PMC文章。审查。
胸腺嘧啶通过增强Tet3活性从小鼠成纤维细胞诱导功能性中性粒细胞。
叶乙、杨莉、刘乙、刘恩、范丁、李浩、孙莉、杜毅、王S、田毅、范姿。 Ye B等。细胞分子免疫学。2022年5月；19(5):619-633. doi:10.1038/s41423-022-00842-9。Epub 2022年3月17日。细胞分子免疫学。2022 PMID：35301470 免费PMC文章。
伴有脂肪营养不良（MDPL）的下颌发育不全、耳聋和类孕激素症患者的线粒体功能障碍。
Murdocca M、Spitalieri P、Cappello A、Colasuono F、Moreno S、Candi E、D’Apice MR、Novelli G、Sangiuolo F。 Murdocca M等人。老龄化（纽约州奥尔巴尼）。2022年2月23日；14(4):1651-1664. doi:10.18632/aging.203910。Epub 2022年2月23日。老龄化（纽约州奥尔巴尼）。2022 PMID：35196257 免费PMC文章。
监测自噬分析的使用和解释指南（第4版）¹.
Klonsky DJ、Abdel-Aziz AK、Abdelfatah S、Abdellatif M、Abdoli A、Abel S、Abeliovich H、Abildgaard MH、Abudu YP、Acevedo-Arozena A、Adamopoulos IE、Adeli K、Adolph TE、Adornetto A、Aflaki E、Agam G、Agarwal A、Agarwal BB、Agnello M、Agostinis P、Agrewala JN、Agrotis A、Aguilar PV、Ahmad ST、Ahmed ZM、Ahumada-Castro U、Aits S、Aiza wa S、Akkoc Y、，Akoumianaki T、Akpinar HA、Al-Abd AM、Al-Akra L、Al-Gharabeh A、Alaoui-Jamali MA、Alberti S、Alcocer-Gómez E、Alessandri C、Ali M、Alim Al-Bari MA、Aliwaini S、Alizadeh J、Almacellas E、Almasan A、Alonso A、Aloso GD、Altan-Bonet N、Altieri DC、AlvarezéMC、Alves S、Alves-da-Costa C、Alzaharna MM、Amadio M、Amantini C、Amaral C、Ambral C罗西奥S，Amer AO、Ammanathan V、An Z、Andersen SU、Andrabi SA、Andrade-Silva M、Andres AM、Angelini S、Ann D、Anozie UC、Ansari MY、Antas P、Antebi A、Antón Z、Anwar T、Apetoh L、Apostolova n、Araki T、Araki-Y、Arasaki K、Araújo WL、Araya J、Arden C、Arévalo MA、Arguelles S、Arias E、Arikkath J、Arimoto H、Ariosa Ar、Arstrong-James D、，Arnauné-Pelloquin L、Aroca A、Arroyo DS、Arsov I、Artero R、Asaro DML、Aschner M、Ashrafizadeh M、Ashur-Fabian O、Atanasov AG、Au AK、Auberger P、Auner HW、Aurelian L、Autelli R… 完整作者列表见摘要➔ Klonsky DJ等人。自噬。2021年1月；17(1):1-382. doi:10.1080/15548627.2020.1797280。Epub 2021年2月8日。自噬。2021 PMID：33634751 免费PMC文章。
核黄素转运蛋白缺乏患者诱导的多能干细胞源运动神经元的线粒体异常。
Colasuonno F、Bertini E、Tartaglia M、Compagnucci C、Moreno S。 Colasuonno F等人。抗氧化剂（巴塞尔）。2020年12月9日；9(12):1252. doi:10.3390/antiox9121252。抗氧化剂（巴塞尔）。2020 PMID：33317017 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Takahashi K，Yamanaka S.通过特定因子从小鼠胚胎和成年成纤维细胞培养物中诱导多能干细胞。单元格。2006;126:663–76.https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.07.024-内政部-公共医学
1. Compagnucci C、Nizzardo M、Corti S、Zanni G、Bertini E。体外神经发生：iPSC技术的发展和功能意义。细胞分子生命科学。2014;71:1623–39.https://doi.org/10.1007/s00018-013-1511-1-内政部-公共医学
1. Bukowiecki R，Adjaye J，Prigione A.多能干细胞的线粒体功能和细胞重编程。老年学。2014;60:174–82.https://doi.org/10.1159/00035500-内政部-公共医学
1. Raikwar SP、Kim EM、Sivitz WI、Allamargot C、Thedens DR、Zavazava N。人类iPS细胞衍生的胰岛素生成细胞在糖尿病小鼠的肾胶囊下形成血管化的类器官。公共科学图书馆一号。2015;10:e0116582。https://doi.org/10.1371/journal.pone.0116582-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Beckmann A、Schubert M、Hainz N、Haase A、Martin U、Tschernig T、Meier C。人脐血诱导多能干细胞中Cx43间隙连接的超微结构证明。组织化学细胞生物学。2016;146:529–37.https://doi.org/10.1007/s00418-016-1469-9-内政部-公共医学

出版物类型

行动

LinkOut-更多资源

[1] Takahashi K，Yamanaka S.通过特定因子从小鼠胚胎和成年成纤维细胞培养物中诱导多能干细胞。单元格。2006;126:663–76.https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.07.024-内政部-公共医学

[2] Takahashi K，Yamanaka S.通过特定因子从小鼠胚胎和成年成纤维细胞培养物中诱导多能干细胞。单元格。2006;126:663–76.https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.07.024-内政部-公共医学

[3] Compagnucci C、Nizzardo M、Corti S、Zanni G、Bertini E。体外神经发生：iPSC技术的发展和功能意义。细胞分子生命科学。2014;71:1623–39.https://doi.org/10.1007/s00018-013-1511-1-内政部-公共医学

[4] Compagnucci C、Nizzardo M、Corti S、Zanni G、Bertini E。体外神经发生：iPSC技术的发展和功能意义。细胞分子生命科学。2014;71:1623–39.https://doi.org/10.1007/s00018-013-1511-1-内政部-公共医学

[5] Bukowiecki R，Adjaye J，Prigione A.多能干细胞的线粒体功能和细胞重编程。老年学。2014;60:174–82.https://doi.org/10.1159/00035500-内政部-公共医学

[6] Bukowiecki R，Adjaye J，Prigione A.多能干细胞的线粒体功能和细胞重编程。老年学。2014;60:174–82.https://doi.org/10.1159/00035500-内政部-公共医学

[7] Raikwar SP、Kim EM、Sivitz WI、Allamargot C、Thedens DR、Zavazava N。人类iPS细胞衍生的胰岛素生成细胞在糖尿病小鼠的肾胶囊下形成血管化的类器官。公共科学图书馆一号。2015;10:e0116582。https://doi.org/10.1371/journal.pone.0116582-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Raikwar SP、Kim EM、Sivitz WI、Allamargot C、Thedens DR、Zavazava N。人类iPS细胞衍生的胰岛素生成细胞在糖尿病小鼠的肾胶囊下形成血管化的类器官。公共科学图书馆一号。2015;10:e0116582。https://doi.org/10.1371/journal.pone.0116582-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Beckmann A、Schubert M、Hainz N、Haase A、Martin U、Tschernig T、Meier C。人脐血诱导多能干细胞中Cx43间隙连接的超微结构证明。组织化学细胞生物学。2016;146:529–37.https://doi.org/10.1007/s00418-016-1469-9-内政部-公共医学

[10] Beckmann A、Schubert M、Hainz N、Haase A、Martin U、Tschernig T、Meier C。人脐血诱导多能干细胞中Cx43间隙连接的超微结构证明。组织化学细胞生物学。2016;146:529–37.https://doi.org/10.1007/s00418-016-1469-9-内政部-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

你的RSS订阅源

诱导多能干细胞（iPSCs）长期培养的衰老相关超微结构特征

附属公司

诱导多能干细胞（iPSCs）长期培养的衰老相关超微结构特征

作者

附属公司

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

研究材料

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

出版物类型

MeSH术语

相关信息

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

研究材料