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衰老是糖尿病、中枢神经疾病、心脑血管疾病、骨关节病等老年退行性慢性疾病的总源头,或可称为"老年慢性退行性疾病的总开关",其主要机制为各器官组织内稳态失衡,组织内源性干细胞不能及时补充或替代衰老、死亡的已分化细胞,表现为组织再生修复能力减弱或异常修复.因此,组织内源性干细胞既是衰老等致病因素的靶细胞,同时又是参与组织退变机制的关键细胞.另一方面,在移植外源性干细胞尚存在技术和伦理等障碍的情况下,着眼于改善组织内源性再生能力,可望成为防治衰老相关组织退变最有潜力的策略之一。组织内源性干细胞的功能活性受个体遗传特性、表观遗传因素以及组织微环境信号(包括激素、细胞因子、胞外基质、周边细胞等)的综合影响,而退变组织内干细胞可能缺乏适当信号而处于相对抑制状态,且还可能表现出衰老特征。本课题组近年针对骨关节系统的重要退行性疾病开展了部分相关研究。首先从脊柱椎间盘内分离出一类多能干细胞(DPC)并发现椎间盘组织胞外基质成分biglycan和decorin可调控DPC低氧诱导因子(HIF)的表达以及对低氧环境的耐受性,从而调控细胞在低氧环境的存活和增殖,为椎间盘细胞的生理和退变机理提供依据。同时,利用去除雌激素及微量元素锯制剂的骨质疏松疾病及治疗模型,应用数学模型与系统生物学方法,建立了一个围绕激素信号通路为中心的分子调控网络,分析雌激素、糖皮质激素、视磺酸,以及脂肪酸信号通路在调控成骨细胞活性中相互作用及其方式,提出骨质疏松的主要细胞学机制为成骨(祖)细胞功能失调的观点。最后,利用老年自发性骨关节炎动物模型,研究干细胞在疾病发生和发展过程中的作用,筛查针对关节软骨干细胞(CPC)的小分子制剂。进一步步,细胞生物学及转录组测序提示该小分子可通过PDGF通路促进CPC增殖和体内的自我更新,通过激发TGF口通路而促进CPC定向软骨细胞分化。上述工作以及下一步研究工作,可望促进理解组织干细胞在组织退变过程中的作用机理,并促进研发新型衰老相关退行性疾病的防治制剂和技术。