隨著年齡的增長，血管壁和心臟內(nèi)衰老細(xì)胞的增加會導(dǎo)致心血管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能下降。老年人中干細(xì)胞數(shù)量和質(zhì)量的下降會阻礙心臟修復(fù)和損傷后的再生。年齡增長帶來的心臟疾病一直困擾著人們。早在2013年時，多倫多大學(xué)衛(wèi)生網(wǎng)絡(luò)研究所Li keren團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)心臟中間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的祖細(xì)胞對老年動心臟物損傷后的恢復(fù)有重要影響。隨后，在2017年，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞抗原1（Sca-1）細(xì)胞是參與老化心臟再生的關(guān)鍵脊髓干細(xì)胞（BM）細(xì)胞類型（發(fā)表在science子刊），但是還沒有確定通過BM 抗原1（Sca-1）細(xì)胞恢復(fù)活力的老年心臟中的特定細(xì)胞類型以及BM Sca-1細(xì)胞恢復(fù)衰老的心臟活力的潛在機(jī)制并不清楚。2019年6月，該團(tuán)隊對骨髓干細(xì)胞促進(jìn)衰老心臟細(xì)胞年輕化又有新的研究成果。一篇發(fā)表在《Aging Cell》上題為“Long‐term repopulation of aged bone marrow stem cells using young Sca‐1 cells promotes aged heart rejuvenation”的文章，用年輕的骨髓干細(xì)胞抗原1（Sca-1）細(xì)胞來重構(gòu)衰老的骨髓干細(xì)胞，并使衰老的心臟恢復(fù)活力，同時研究了其潛在的分子機(jī)制。
思路：

1. 通過比較年輕和衰老小鼠心臟衰老相關(guān)基因，確定心臟衰老與年齡相關(guān)

2. 確定BM Sca-1細(xì)胞恢復(fù)活力的老年心臟中的特定細(xì)胞類型

3. BM Sca-1細(xì)胞恢復(fù)活力的老年心臟機(jī)制研究。

研究結(jié)果：
1.將來自年輕（2-3個月）或年齡大（18-19個月）的BM Sca-1 +或Sca-1-細(xì)胞GFP轉(zhuǎn)基因小鼠移植到經(jīng)致命照射的衰老小鼠中，產(chǎn)生4組嵌合體：年輕Sca-1 +，年輕的Sca-1?，老的Sca-1 +和老的Sca-1?。四個月后，與復(fù)興相關(guān)的基因（Bmi1，Cbx8，PNUTS，Sirt1，Sirt2，Sirt6）和蛋白質(zhì)（CDK2，CDK4）的表達(dá)以及端粒酶活性和端粒酶相關(guān)蛋白（DNA-PKcs，TRF-2）的表達(dá)均增加了。表達(dá)，而在Sca-1 +嵌合心臟中，衰老相關(guān)基因（p16INK4a，P19ARF，p27Kip1）和蛋白質(zhì)（p16INK4a，p27Kip1）的表達(dá)降低，尤其是在年輕組中。表明心臟衰老隨年齡增長而增加。

2.使用年輕的或年老的BM Sca-1 +或Sca-1-細(xì)胞重建老齡受者。研究發(fā)現(xiàn)年輕的BM Sca-1細(xì)胞減少衰老并改善老年受體心臟內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞功能

3.在對照組中，通過qPCR芯片鑒定出11個因子顯著差異表達(dá)，在年輕和老齡野生型小鼠心臟中比較了Cxcr4的基因和蛋白質(zhì)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)年輕的BM Sca-1細(xì)胞通過Cxcl12 / Cxcr4途徑降低了老年受體心臟內(nèi)皮細(xì)胞的衰老。

總結(jié)：
該研究通過體內(nèi)BM重建和體外細(xì)胞功能測定法證明了BM Sca-1 +細(xì)胞對回復(fù)衰老心臟的作用。 其中Cxcl12是受體BM細(xì)胞中BM Sca-1 +細(xì)胞與Cxcr4受體之間相互作用的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，從而導(dǎo)致衰老抑制信號通路AKT-FoxO3a-P27的激活。 該途徑的激活有助于減少受體心臟內(nèi)皮細(xì)胞的衰老，并改善細(xì)胞存活和功能，從而使Sca-1 +細(xì)胞在BM重建后能夠使衰老的心臟全面恢復(fù)活力。
參考文獻(xiàn)：
Li J, Li S H, Dong J, et al. Long‐term repopulation of aged bone marrow stem cells using young Sca‐1 cells promotes aged heart rejuvenation[J]. Aging cell, 2019: e13026.