东方时讯网衰老会导致骨骼变薄、骨折增多以及患骨质疏松症的可能性增加。这些衰老疾病的原因之一是骨髓干细胞的功能受损，而骨髓干细胞是维持骨骼完整性所必需的。现在，研究人员表明表观基因组的变化是干细胞功能下降的原因之一。来自马克斯·普朗克衰老生物学研究所和科隆大学CECAD衰老研究卓越集群的团队发现，醋酸盐是逆转分离干细胞这些变化的关键因素。这些发现可能与骨质疏松症等疾病的治疗相关。
这项工作发表在《NatureAging》杂志上的论文中，“由于柠檬酸盐载体降解导致的染色质重塑损害了老化间充质干细胞的成骨作用。”
一段时间以来，表观遗传学一直是衰老原因的关键候选者，特别是组蛋白的改变。
马克斯·普朗克研究组组长PeterTessarz博士的研究小组研究间充质干细胞的表观基因组。这些干细胞存在于骨髓中，可以产生不同类型的细胞，如软骨、骨和脂肪细胞。
“我们想知道为什么随着年龄的增长，这些干细胞产生的用于骨骼发育和维持的物质越来越少，导致骨髓中积累越来越多的脂肪。为此，我们比较了年轻和年老小鼠干细胞的表观基因组，”博士生、该研究的第一作者AndromachiPouikli解释道。“我们可以看到表观基因组随着年龄的增长而发生显着变化。对骨骼生成很重要的基因尤其受到影响。”
作者写道，他们研究了线粒体-核通讯对干细胞衰老的影响。他们表明，“衰老的间充质干细胞表现出染色质可及性降低和组蛋白乙酰化降低，特别是在成骨基因的启动子和增强子上。”
他们解释说，组蛋白乙酰化减少是由于柠檬酸载体(CiC)水平较低而导致线粒体乙酰辅酶A输出受损。然后他们证明，“衰老细胞表现出CiC的溶酶体降解增强，这是通过线粒体衍生的囊泡介导的。”
研究人员研究了干细胞的表观基因组是否可以恢复活力。为此，他们用含有乙酸钠的营养液处理从小鼠骨髓中分离出的干细胞。细胞将乙酸盐转化为酶可以附着在组蛋白上的构建块，以增加基因的获取，从而增强其活性。柠檬酸盐重塑染色质景观并“挽救老化间充质干细胞的成骨缺陷”。
Pouikli说：“这种治疗令人印象深刻地使表观基因组恢复活力，提高干细胞活性并导致骨细胞产量更高。”
为了澄清表观基因组的这种变化是否也可能是人类老年骨折或骨质疏松症风险增加的原因，研究人员研究了髋关节手术后患者的人类间充质干细胞。来自同样患有骨质疏松症的老年患者的细胞显示出与之前在小鼠中观察到的相同的表观遗传变化。
“醋酸钠也可用作食品添加剂，但是，不建议以这种形式使用它来对抗骨质疏松症，因为我们观察到的效果对某些细胞非常特定。然而，干细胞疗法治疗骨质疏松症已经有了初步经验。在这种情况下，用醋酸盐进行的治疗也可能有效。然而，我们仍然需要更详细地研究对整个有机体的影响，以排除可能的风险和副作用，”Tessarz解释道。