Medical card
A bad doctor treats the disease, a good doctor treats the cause of the disease.
  • гепатит
  • Недели беременности

    Беременность по неделям

  • Сколько живут с диагнозом рак
  • Как рыбий жир может уменьшить воспаление

Старые скелетные стволовые клетки мешают заживлению и способствуют «старению».

2020-09-13 07:42:35

Исследователи из Стэнфордского института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины обнаружили, что изменения в стареющих скелетных стволовых клетках могут быть основной причиной плохого заживления переломов, остеопороза и различных заболеваний крови, а также общего воспаления и старения (иногда называемого «воспалительное старение»). ") клеток и систем по всему телу. Тем не менее, исследователи также открывают, как они могут оживить стареющие скелетные стволовые клетки, чтобы они снова начали вести себя моложе, потенциально обращая вспять эти изменения.


«Скелетные стволовые клетки дают начало костям, хрящам и особым клеткам, которые обеспечивают нишу или рассадник для развития кровеносных и иммунных стволовых клеток» , - сказал Чарльз Чан, доктор философии, член института и доцент кафедры хирургии. , Пластическая и реконструктивная хирургия и иммунология. «Таким образом, если старые скелетные стволовые клетки не работают должным образом, они могут способствовать широкому спектру заболеваний, которые мы обнаруживаем у пожилых людей».


Исследование было опубликовано в журнале Nature . Чан и профессор Майкл Лонгакер, доктор медицины, являются старшими авторами статьи. Лонгакер - декан П. и профессор Луизы Митчелл в Медицинской школе и член Института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины. Постдокторант Томас Амбрози, доктор философии, является соавтором вместе с бывшим студентом-медиком Оуэном Маречичем, доктором медицины, и бывшим докторантом Адрианом Макардлом, доктором медицины, доктором философии.


Исследователей впервые заинтересовал вопрос о том, как стареющие скелетные стволовые клетки могут способствовать проблемам с заживлением переломов костей у пожилых людей. Сложность заживления костей - основная причина заболеваемости и смертности пожилых людей. Основываясь на своей предыдущей работе, в которой они впервые обнаружили и охарактеризовали скелетные стволовые клетки, Чан и Лонгакер изучили, как поведение скелетных стволовых клеток меняется с возрастом.


Исследователи обнаружили, что скелетные стволовые клетки были намного менее активны у мышей старшего возраста по сравнению с мышами более молодого возраста. «Когда кость заживает, в месте перелома образуется мозоль, которая обычно заполнена скелетными стволовыми клетками», - сказал Чан. «Но у старых мышей гораздо меньше скелетных стволовых клеток в местах заживления». Они обнаружили, что старые скелетные стволовые клетки также менее способны образовывать колонии или кости в лабораторной посуде, чем молодые скелетные стволовые клетки.


Обычно кости постоянно находятся в движении, при этом старая костная ткань рассасывается, а новая кость добавляется, чтобы заменить ее и заживить крошечные переломы, которые появляются со временем. В молодых здоровых костях этот процесс сбалансирован. Но в более старых костях исследователи обнаружили, что гены, экспрессируемые старыми стволовыми клетками скелета, связаны с уменьшением образования костей и большей резорбцией костей. Этот дисбаланс между образованием кости и резорбцией кости в конечном итоге приводит к остеопорозу.


Продолжая расследование, группа обнаружила, что часть проблемы с заживлением переломов может быть обнаружена в связи между скелетными стволовыми клетками и гемопоэтическими стволовыми клетками, или HSC, которые дают начало крови и иммунным клеткам. Скелетные стволовые клетки производят не только кости и хрящи, но и особые клетки, которые создают «нишу» для развития крови и иммунных стволовых клеток в костном мозге. Они показали, что старые скелетные стволовые клетки образуют нишу, которая изменяет развитие клеток крови. «Воздействие на HSC старых скелетных стволовых клеток искажает их развитие, так что они производят больше клеток миелоидной линии, которая включает тип клеток, который резорбирует кости», - сказал Амбрози. Миелоидные клетки, чрезмерно продуцируемые под влиянием провоспалительных старых скелетных стволовых клеток, также производят больше воспалительных факторов,


«Это перекликается с тем, что мы видим в клинике, где мы вставляем булавку в сломанную кость, и она просто не заживает», - сказал Чан. «Мы думаем, что старые скелетные стволовые клетки не только производят меньше костей, но и влияют на развитие стволовых клеток крови таким образом, что они производят больше клеток, которые резорбируют кость, и производят воспалительные сигналы, которые приводят к росту фиброзных клеток. ткань, а не кость ".


Изменяя нормальное развитие крови и иммунных стволовых клеток, старые костные клетки могут ускорять старение и болезни во многих других частях тела. Воспаление признано важным фактором старения в различных тканях, и тесная связь между ними привела к созданию термина «воспаление-старение». Если старые скелетные стволовые клетки вызывают образование большего количества воспалительных клеток, они, в конечном итоге, могут нести ответственность за усиление воспаления и старение тканей по всему телу.


Нарушения нормального развития стволовых клеток крови также связаны с развитием различных заболеваний, таких как атеросклероз, поэтому стареющие стволовые клетки скелета могут играть роль в развитии многих других заболеваний. «Мы действительно не знаем, где заканчивается влияние старых скелетных стволовых клеток», - сказал Чан. «Они могут стать основной движущей силой старения и болезней в целом».


Однако исследователи нашли повод для надежды. Проведя одноклеточный генетический анализ старых скелетных стволовых клеток, они смогли увидеть, какие гены экспрессируются меньше, а какие - больше по мере старения стволовых клеток. Как упоминалось ранее, они наблюдали увеличение многих воспалительных факторов, но они были привлечены к увеличению одного конкретного фактора, называемого колониестимулирующим фактором 1 (Csf1). Эта молекула необходима для заживления костей, но она должна присутствовать в нужном количестве - не слишком много и не слишком мало. Возрастное увеличение количества присутствующего Csf1, по-видимому, мешало процессу заживления. Ученые также заметили снижение экспрессии других генов,


Затем группа обработала поверхность перелома кости у пожилой мыши гелем, содержащим BMP и антитело, снижающее уровень Csf1, чтобы попытаться изменить поведение старых стволовых клеток. Перелом зажил намного лучше, хотя они обнаружили, что уровни Csf1 должны быть подходящими.


«Возможно, мы сможем сделать заживление старых переломов более похожим на заживление молодых переломов», - сказал Лонгакер. «Это очень интересно». Поскольку наше население стареет, медицинское бремя старых переломов также увеличивается, - сказал Лонгакер. «Если мы сможем локально вылечить старый перелом и сделать реставрацию более надежной, как это было, когда пациент был моложе, это принесло бы огромные преимущества». Например, по словам Лонгакера, пациент мог бы ходить и быстрее начинать выздоровление, избегая таким образом таких осложнений, как пневмония или тромб в ноге.


Исследователи также отмечают, что омоложение старых скелетных стволовых клеток потенциально может обратить вспять искаженное производство воспалительных иммунных клеток и дисбаланс в типах клеток крови, вырабатываемых у пожилых людей. «Мы надеемся, что, обращаясь к изменениям, которые происходят по мере старения скелетных стволовых клеток , мы сможем уменьшить возрастные изменения и болезни во всем теле», - сказал Чан.

Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)