间充质干细胞(MSCs)是细胞治疗重要的种子细胞,在心血管疾病、糖尿病和神经退行性疾病等衰老相关疾病的治疗中间充质干细胞表现出引入注目的潜能。间充质干细胞治疗的首要条件是在质量和数量上满足临床要求。一方面,体外扩增过程引起的细胞衰老和功能衰退是间充质干细胞培养的主要障碍,研究mi RNA对间充质干细胞干性维持和衰老的作用为解决间充质干细胞的规模化扩增问题提供了新的思路。另一方面,间充质干细胞组分在抗衰老应用中的有效性也需要进一步研究。本论文就这些问题展开研究,取得了以下成果:1.基于mi RNA表达谱探讨了mi RNA对间充质干细胞衰老的作用机制。我们利用高通量测序技术比较了脐带间充质干细胞培养早期和培养晚期两个阶段的mi RNA表达谱特征。通过建立mi RNA与靶基因的作用模型,我们分析了mi RNA表达谱对靶基因表达的影响。对衰老前后差异表达的靶基因进行功能聚类分析后我们揭示了mi RNA在间充质干细胞衰老过程中重要的调节作用。2.深入研究了mi R-18a在间充质干细胞衰老中的作用机制,提出了一种通过mi R-18a的持续表达减缓衰老、维持间充质干细胞自我更新和生物学功能的方法。我们发现内源性的mi R-18a在间充质干细胞的高表达是细胞抵御衰老的关键因素。通过荧光素酶报告基因实验和免疫印迹实验我们首次证明mi R-18a通过直接靶向CTDSPL的3’非编码区抑制了CTDSPL的表达,从而抑制了CTDSPL诱导的细胞衰老。最后我们通过慢病毒感染使mi R-18a在间充质干细胞中稳定表达,证明了mi R-18a的持续表达降低了细胞中活性氧的水平,减缓了间充质干细胞的衰老过程,同时促进了干细胞基因的上调,增强了细胞的生长活性和多向分化能力。3.比较了脐血与脐带间充质干细胞的基因表达特征和应用潜能。我们建立了人脐血间充质干细胞(CBMSCs)的分离培养体系,通过与脐带间充质干细胞的深入比较我们发现,mi RNA的调控特征显示脐带间充质干细胞的衰老主要受分化基因失调的影响,而泛素化依赖的蛋白降解过程对脐血间充质干细胞的衰老起了关键作用。对mi RNA表达谱和转录组的比较分析我们发现脐带和脐血间充质干细胞在代谢、黏附、增殖和免疫调节等方面显著的功能差异。最后我们还利用细胞因子抗体芯片对两种细胞的条件培养液中55种细胞因子的含量进行了检测。通过这些分析我们发现与脐带来源相比,脐血来源的间充质干细胞在神经、血管和胰岛等组织修复、造血干细胞支持以及免疫调节等方面表现出更突出的应用潜能。4.研究了脐血间充质干细胞分泌组分的抗衰老作用。我们首先证明了脐血间充质干细胞分泌组分能够显著降低由过氧化氢诱导的活性氧水平上升,减缓了细胞的衰老。然后以12个月自然衰老的小鼠为模型,我们分析了脐血间充质干细胞分泌组分对小鼠的影响。通过对小鼠外周血淋巴细胞中T、B、髓细胞亚群、NK细胞亚群、调节性T细胞、原始和记忆T细胞亚群的表征分析我们发现与对照组相比间充质干细胞的分泌组分能够显著改善衰老小鼠的免疫调节功能。进一步的组织切片分析显示间充质干细胞的分泌组分也显著改善了小鼠皮肤和肾脏组织的衰老情况。这些结果显示脐血间充质干细胞分泌组分能够抑制活性氧引起的细胞衰老、调节机体免疫功能,改善机体组织的衰老情况,减缓衰老。