Vitamin C Treatment Rescues Prelamin A-Induced Premature Senescence of Subchondral Bone Mesenchymal Stem Cells

doi:10.1155/2020/3150716

.2020年4月3:2020:3150716。

doi:10.1155/2020/3150716。 eCollection 2020。

维生素C治疗可挽救Prelamin A诱导的软骨下骨间充质干细胞早衰

附属公司

¹中国人民解放军总医院，北京市海淀区复兴路28号，邮编：100853。
²中国北京市海淀区太平路27号军事医学科学院军事认知与脑科学研究所神经工程与生物交叉学科研究部，邮编：100850。

PMID： 32322277
预防性维修识别码： PMC7157810号
内政部： 10.1155/2020/3150716

维生素C治疗可挽救Prelamin A诱导的软骨下骨间充质干细胞早衰

Yan-Nv区等。干细胞Int. 2020.

.2020年4月3:2020:3150716。

doi:10.1155/2020/3150716。 eCollection 2020。

作者

Yan-Nv区¹, 李章², 王婷（Ting Wang）², 张和阳², 泽济阳², 方圆², Yan Wang（王燕）², 李四伟², 蒋晓霞², 谢晓华¹

附属公司

¹中国人民解放军总医院，北京市海淀区复兴路28号，邮编：100853。
²中国北京市海淀区太平路27号军事医学科学院军事认知与脑科学研究所神经工程与生物交叉学科研究部，邮编：100850。

PMID： 32322277
预防性维修识别码： PMC7157810号
内政部： 10.1155/2020/3150716

摘要

衰老是许多慢性病的主要危险因素。干细胞功能障碍在衰老过程中起着关键作用。前层蛋白A是核层蛋白层蛋白A的一种异常加工形式，据报道可引发早衰。然而，导致干细胞功能障碍的机制尚不清楚。在本研究中，我们发现在传代软骨下骨髓间充质干细胞（SCB-MSCs）时在体外，前层胺A的积累与衰老相关的增加同时发生β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）表达。与对应物不同，前层蛋白A过度表达的SCB-MSCs（MSC/PLA）表现出增殖、成骨和脂肪生成减少，但炎症因子生成增加。在后肢缺血模型中，MSC/PLA也表现出折衷的治疗效果。进一步研究表明，外源性前胺A引发了异常的核形态、DNA和庇护蛋白复合物损伤、细胞周期阻滞，最终导致细胞衰老。基因表达谱的变化也通过微阵列分析验证。有趣的是，我们发现抗坏血酸或维生素C（VC）治疗可以抑制MSC/PLA中前层蛋白A的表达，并部分逆转MSC/PLA的过早老化，减少炎症因子的分泌，细胞周期阻滞和抗凋亡。重要的是，VC治疗后，MSC/PLA在后肢缺血模型中显示出增强的治疗效果。综上所述，前层蛋白A通过诱导DNA损伤而加速SCB-MSC的过早衰老。VC可能是治疗前层粘连蛋白a诱导的MSCs老化缺陷的潜在试剂。

PubMed免责声明

利益冲突声明

提交人声明他们没有利益冲突。

数字

图1
Prelamin A的积累触发了早衰表型并降低了多分化潜能。（a） Prelamin a在*在体外*继代培养。（b）SA-β-传代后Gal活性增加。比例尺：100 μm。（c）代表性的共焦图像显示核膜异常、核增大和形态缺陷。比例尺：50 μm.（d）Prelamin A触发SA活性增加-β-加尔。比例尺：100 μm.（e）MSC/GFP和MSC/PLA中干细胞标记物的免疫表型特征。（f）典型共焦图像（左）和流式细胞术（右）显示Ki67在MSC/GFP和MSC/PLA中的表达。比例尺：100 μm.（g）MSC/GFP和MSC/PLA细胞因子mRNA表达水平的比较(^∗∗*P（P）*< 0.001,^∗∗∗∗*P（P）*< 0.0001). （h） ALP染色（顶部，左侧）和茜素红（底部，左侧）显示MSC/PLA的成骨潜能降低。比例尺：500 μm.成骨相关基因（Runx-2和OPN，OCN）mRNA表达水平的比较（右）。油红染色（I，左）和PPAR mRNA表达水平-γ和CEBP/α（I，右）显示了两组的成脂特征。n个=3个独立实验(^∗∗*P（P）*< 0.001).

图2
MSC/PLA移植减弱了SCB-MSCs对后肢缺血的挽救作用。（a）移植研究的实验范式。（b） PBS、MSC/GFP和MSC/PLA组肢体存活的代表性图片。（c）缺血后和第0、7和14天PBS、MSC/GFP和MSC/PLA的典型激光多普勒血流图像（左）。以缺血肢体与正常肢体之比表示的血流定量评估（右）表明，与PBS和MSC/PLA组相比，MSC/GFP组肢体血液灌注显著增加。（d）缺血腿PBS、MSC/GFP或MSC/PLA组横截面的组织学分析。苏木精和伊红染色（顶部，左侧）和定量（顶部，右侧），用于大量粒细胞和中性粒细胞的浸润。比例尺：50 μm.马森三色染色（中，左）和定量（中，右）显示了后肢缺血中的纤维化。通过免疫荧光图像（底部，左侧）和CD31标记的定量（底部，右侧）对新生血管进行可视化。疤痕条：100 μm（MSC/GFP与PBS：^∗*P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.001,^∗∗∗∗*P（P）*< 0.0001; MSC/PLA与PBS：^&*P（P）*< 0.05,^&&*P（P）*<0.001，MSC/GFP vs.MSC/PLA：^$*P（P）*< 0.05).

图3
PrelaminA的积累触发SCB-MSCs并增加DNA损伤、凋亡抵抗和细胞周期阻滞。（a）的典型共焦图像γ-H2AX染色和（b）量化γ-H2AX焦点。蓝色：DAPI；红色：γ-H2AX。比例尺：25 μm.每个样品至少分析100个细胞核。χ²用于统计显著性。（c） MSC/GFP和MSC/PLA中53BP1的典型共焦图像。蓝色：DAPI；红色：53BP1。比例尺：50 μm.（d）GADD45A mRNA水平显著增加(^∗*P（P）*< 0.05). （e） Shelterin复合物（POT1、RAP1A、TERF1、TERF2、TPP1和TINF2）mRNA表达水平的比较(^∗*P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01). （f）使用Annexin V/7AAD过度表达前层蛋白A的SCB-MSC中凋亡细胞减少。（g）定量RT-PCR显示caspase 3下调，Bcl2 mRNA水平显著升高(^∗*P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01). （h）流式细胞术分析显示，与MSC/GFP相比，MSC/PLA的S期下降(^∗*P（P）*< 0.05). （i）前层蛋白A过度表达的SCB-MSCs中p21和p53蛋白水平显著升高。（j）定量RT-PCR证实MSC/PLA中p53和p21的上调(^∗*P（P）*< 0.05). （k） MSC/PLA mRNA水平下调的CDK2和CCNE显示G1/S检查点阻滞(^∗*P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01).

图4
MSC/GFP和MSC/PLA的基因表达谱分析。（a）火山图显示前层蛋白a过度表达上调和下调基因的数量。（b）显示MSC/GFP和MSC/PLA复制品之间差异表达基因的热图（第5代）。（c） MSC/PLA上调基因的KEGG富集分析。（d）基因集富集分析（GSEA）图显示前层蛋白A过度表达上调的代表性基因项。（e）热图显示了富含各种基因术语的基因的转录水平。（f）定量RT-PCR证实MSC/PLA中I型胶原和III型胶原表达降低(^∗*P（P）*< 0.05).

图5
VC减轻MSC/PLA的过早衰老。SA的代表性图像（a）和量化（b）-β-用不同浓度的VC处理MSC/PLA中的Gal阳性细胞。数据表示为平均值±SEM，^∗∗*P（P）*< 0.01,^∗∗∗*P（P）*< 0.005,^∗∗∗∗*P（P）*< 0.0001,n个≥3。通过方差分析计算平均值之间的显著差异。比例尺：100 μm.（c）免疫印迹显示VC治疗后前层蛋白A的蛋白水平显著降低。（d） TNF表达减少α和IL1β在mRNA水平上比较MSC/PLA与VC治疗的差异(^∗∗*P（P）*< 0.01). （e）经或不经VC治疗的MSC/PLA中Ki67表达的典型共焦图像。（f） VC恢复了MSC/PLA中TERF1、POT1和RAP1A表达的降低(^∗∗∗∗*P（P）*< 0.001). （g）定量RT-PCR显示VC处理的MSC/PLA中I型胶原和III型胶原表达增加(^∗*P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01). （h） MSC/PLA中VC治疗后P21下调(^∗*P（P）*< 0.05). （i） VC在mRNA水平拯救了CDK2和CCNE的表达，并部分改善了MSC/PLA的细胞周期阻滞(^∗*P（P）*< 0.05,^∗∗*P（P）*< 0.01). （j）定量RT-PCR显示VC治疗后凋亡Bcl2/BAX比率降低(^∗*P（P）*< 0.05). （k） PBS、MSC/GFP、MSC/PLA和MSC/PLA+VC组肢体存活的代表性图片。（l）缺血后第0天、第7天、第14天和第21天PBS、MSC/GFP、MSC/PLA和MSC/PLA+VC的典型激光多普勒血流图像（左）。定量评估以缺血肢体与正常肢体的比率表示的血流（右）显示，与PBS和MSC/PLA相比，MSC/GPP的肢体血流灌注显著增强（MSC/GFPvs.PBS，^∗∗*P（P）*< 0.01,^∗∗∗∗*P（P）*< 0.0001; MSC/PLA与PBS，^&*P（P）*< 0.05; MSC/GFP与MSC/PLA，^$*P（P）*< 0.05; MSC/PLA与MSC/PLA+VC的比较^~*P（P）*< 0.05; MSC/PLA+VC与PBS，^#*P（P）*< 0.05).

图6
所提出的模型说明了前层蛋白A过度表达诱导的SCB-MSCs的老化特性，并通过VC治疗部分修复。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

通过核水平的前层蛋白A积累检测间充质干细胞衰老。
Bellotti C、Capanni C、Lattanzi G、Donati D、Lucarelli E、Duchi S。 Bellotti C等人。斯普林厄普卢斯。2016年8月26日；5(1):1427. doi:10.1186/s40064-016-3091-7。电子收集2016。斯普林厄普卢斯。2016 PMID：27625981 免费PMC文章。
软骨下骨来源的间充质干细胞显示出增强的骨软骨分化、自我更新和增殖潜力。
张浩，李志林，苏旭Z，丁磊，李杰，朱浩。张华等。实验动画。2018年7月30日；67(3):349-359. doi:10.1538/expanim.17-0137。Epub 2018年3月8日。实验动画。2018 PMID：29515059 免费PMC文章。
原代多潜能间充质细胞培养中衰老相关表型的量化。
Nadeau S、Cheng A、Colmegna I、Rodier F。 Nadeau S等人。方法分子生物学。2019;2045:93-105. doi:10.1007/7651_2019_217。方法分子生物学。2019 PMID：31020633
骨髓间充质干细胞中老化相关基因：一个微型综述。
Yu KR、Kang KS。 Yu-KR等人。老年学。2013;59(6):557-63. doi:10.1159/000353857。Epub 2013年8月17日。老年学。2013 PMID：23970150 审查。
前层粘连蛋白A介导的正常和层粘连病细胞的核膜动力学。
拉坦齐G。拉坦齐G。生物化学Soc Trans。2011年12月；39(6):1698-704. doi:10.1042/BST20110657。生物化学Soc Trans。2011 PMID：22103510 审查。

查看所有类似文章

引用人

通过组蛋白修饰对间充质干细胞老化的表观遗传调控。
孙毅，张浩，邱T，廖L，苏X。孙毅等。基因疾病。2022年12月5日；10(6):2443-2456. doi:10.1016/j.gendis.2022.10.030。eCollection 2023年11月。基因疾病。2022 PMID：37554203 免费PMC文章。审查。
衰老过程中间充质干细胞衰老：从机制到复兴策略。
蒋X，李伟，葛力，陆明。姜X等。账龄折旧。2023年10月1日；14(5):1651-1676. doi:10.14336/AD.2023.0208。账龄折旧。2023 PMID：37196126 免费PMC文章。审查。
骨髓间充质干细胞再生改善骨骼老化。
Cheng M、Yuan W、Moshaverinia A、Yu B。 Cheng M等人。细胞。2023年3月24日；12(7):998. doi:10.3390/cells12070998。细胞。2023 PMID：37048071 免费PMC文章。审查。
正常老化时的层压板A到Z。
Primmer SR、Liao CY、Kummert OMP、Kennedy BK。 Primmer SR等人。老龄化（纽约州奥尔巴尼）。2022年10月17日；14(20):8150-8166. doi:10.18632/aging.204342。Epub 2022年10月17日。老龄化（纽约州奥尔巴尼）。2022 PMID：36260869 免费PMC文章。
姜黄素通过激活自噬途径缓解体外扩增过程中犬骨髓间充质干细胞的衰老。
邓杰、欧阳平、李伟、钟L、顾C、沈L、曹S、尹L、任Z、左Z、邓J、严Q、余S。邓杰等。国际分子科学杂志。2021年10月21日；22(21):11356. doi:10.3390/ijms22111356。国际分子科学杂志。2021 PMID：34768788 免费PMC文章。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Kennedy B.K.、Berger S.L.、Brunet A.等。老年科学：将衰老与慢性病联系起来。单元格。2014;159(4):709–713. doi:10.1016/j.cell.2014.10.039。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Oh J.、Lee Y.D.、Wagers A.J.干细胞老化：机制、调节器和治疗机会。自然医学。2014;20(8):870–880. doi:10.1038/nm.3651。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. López-Otín C.、Blasco M.A.、Partridge L.、Serrano M.、Kroemer G.衰老的标志。单元格。2013;153(6):1194–1217. doi:10.1016/j.cell.2013.05.039。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Farr J.N.、Xu M.、Weivoda M.M.等。靶向细胞衰老可预防小鼠年龄相关性骨质流失。自然医学。2017;23（9）：1072–1079。doi:10.1038/nm.4385。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学
1. Roos C.M.、Zhang B.、Palmer A.K.等。慢性衰老治疗可缓解老年或动脉粥样硬化小鼠的既定血管舒缩功能障碍。老化细胞。2016;15(5):973–977. doi:10.1111/acel.12458。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

LinkOut-更多资源

全文源

[1] Kennedy B.K.、Berger S.L.、Brunet A.等。老年科学：将衰老与慢性病联系起来。单元格。2014;159(4):709–713. doi:10.1016/j.cell.2014.10.039。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[2] Kennedy B.K.、Berger S.L.、Brunet A.等。老年科学：将衰老与慢性病联系起来。单元格。2014;159(4):709–713. doi:10.1016/j.cell.2014.10.039。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[3] Oh J.、Lee Y.D.、Wagers A.J.干细胞老化：机制、调节器和治疗机会。自然医学。2014;20(8):870–880. doi:10.1038/nm.3651。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Oh J.、Lee Y.D.、Wagers A.J.干细胞老化：机制、调节器和治疗机会。自然医学。2014;20(8):870–880. doi:10.1038/nm.3651。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[5] López-Otín C.、Blasco M.A.、Partridge L.、Serrano M.、Kroemer G.衰老的标志。单元格。2013;153(6):1194–1217. doi:10.1016/j.cell.2013.05.039。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[6] López-Otín C.、Blasco M.A.、Partridge L.、Serrano M.、Kroemer G.衰老的标志。单元格。2013;153(6):1194–1217. doi:10.1016/j.cell.2013.05.039。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Farr J.N.、Xu M.、Weivoda M.M.等。靶向细胞衰老可预防小鼠年龄相关性骨质流失。自然医学。2017;23（9）：1072–1079。doi:10.1038/nm.4385。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[8] Farr J.N.、Xu M.、Weivoda M.M.等。靶向细胞衰老可预防小鼠年龄相关性骨质流失。自然医学。2017;23（9）：1072–1079。doi:10.1038/nm.4385。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[9] Roos C.M.、Zhang B.、Palmer A.K.等。慢性衰老治疗可缓解老年或动脉粥样硬化小鼠的既定血管舒缩功能障碍。老化细胞。2016;15(5):973–977. doi:10.1111/acel.12458。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Roos C.M.、Zhang B.、Palmer A.K.等。慢性衰老治疗可缓解老年或动脉粥样硬化小鼠的既定血管舒缩功能障碍。老化细胞。2016;15(5):973–977. doi:10.1111/acel.12458。-内政部-项目管理咨询公司-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

您的RSS源

维生素C治疗可挽救Prelamin A诱导的软骨下骨间充质干细胞早衰

附属公司

维生素C治疗可挽救Prelamin A诱导的软骨下骨间充质干细胞早衰

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

LinkOut-更多资源

全文源

摘要

利益冲突声明

数字

类似文章

引用人

工具书类

相关信息

LinkOut-更多资源

全文源