生物钟作为机体的的生物计时系统,负责将哺乳动物的生理和行为周期与外界的昼夜节律同步,从而维持机体稳态。干细胞老化是机体衰老和退行性疾病的重要标志。
近年来的研究表明,生物钟与衰老过程密切相关。但是,衰老是如何影响生物钟?核心节律蛋白又是如何调节衰老过程?这些问题仍尚不明确。
2020年7月31日,中国科学院动物研究所和中国科学院北京基因组研究所的团队在 《Cell Research 》在线发表题为 Stabilization of heterochromatin by CLOCK promotes stem cell rejuvenation and cartilage regeneration 的研究论文。研究发现,核心节律蛋白 CLOCK 可延缓干细胞衰老并促进关节软骨再生。
DOI: 10.1038 / s41422-020-0385-7
CLOCK是哺乳动物生物钟的核心组成成分,可调节生物钟相关基因的转录。CLOCK单核苷酸多态性与肥胖、糖尿病、阿尔茨海默病等有关。既往研究表明,CLOCK敲除小鼠寿命缩短,并伴有白内障、皮炎等衰老相关疾病的发生。然而,CLOCK调节衰老的具体分子机制和靶点尚不明确。
研究人员发现,在老化的人类间充质干细胞(hMSC)中,CLOCK的表达降低,提示CLOCK可能参与调节hMSC衰老过程。此外, CLOCK缺陷的hMSC中昼夜节律激活受损,并出现加速衰老的表型;将CLOCK重新回输到CLOCK缺陷的 hMSC中,可以恢复其昼夜节律异常,逆转hMSC衰老。
CLOCK缺陷的hMSCs呈现出加速衰老的表型
随后,研究人员利用HEK293T细胞研究CLOCK缺失加速hMSC衰老的分子机制。有趣的是,在CLOCK蛋白复合物中发现了异染色质相关蛋白KAP1。免疫共沉淀实验证实了HEK293T细胞和hMSCs中CLOCK与异染色质相关蛋白之间存在相互作用。近一步的研究表明,CLOCK是hMSC的异染色质稳定剂,通过与核膜和异染色质相互作用来调节hMSC的衰老。
CLOCK与核纤层蛋白和异染色质相关蛋白KAP1形成复合物
后,研究人员发现,在老龄化小鼠关节中CLOCK表达降低。将编码CLOCK的慢病毒注射到小鼠的膝关节腔中,可降低膝关节中衰老细胞的比例,缓解与衰老相关的关节炎症并刺激软骨发育,终改善运动能力。
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来源:生物探索
胎牛血清,是由胎牛血浆去除纤维蛋白而形成的一种很复杂的混合物,含有各种血浆蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生长因子、激素、无机物等,其组成成份大部分已知,但还有一部分尚不清楚,这些物质对促进细胞生长或抑制生长活性是达到生理平衡的。其中不含细胞、纤维蛋白和凝血因子。
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