氢气缓解干细胞衰老促分化
摘要
引言脂肪来源间充质干细胞(ADSCs)是再生治疗中极具潜力的种子细胞,但其临床应用受限于细胞衰老问题。本研究探讨了氢气对脂肪来源间充质干细胞衰老及成肌分化的影响,并分析了其潜在分子机制。
方法采用氢气处理脂肪来源间充质干细胞,通过β-半乳糖苷酶染色、增殖实验、线粒体氧化应激检测及蛋白表达分析评估细胞衰老状态;通过肌球蛋白重链(MyHC)免疫荧光染色、肌分化因子(MYOD)表达分析及成肌调节因子定量检测,评估细胞分化能力。此外,通过药物抑制PRDX6(过氧化物酶6),探究氢气发挥作用的关键分子通路。
结果研究发现,氢气处理可减少脂肪来源间充质干细胞衰老,提升其分化能力,具体表现为:MyHC阳性细胞比例升高、肌细胞生成素水平增加、肌肉环指蛋白1(MuRF1)表达降低。分子机制研究显示,氢气可激活PRDX6/SIRT1(沉默信息调节因子1)/PGC-1α(过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α)信号轴,并伴随NQO-1(醌氧化还原酶1)表达上调。重要的是,药物抑制PRDX6后,氢气对细胞衰老的保护作用大幅减弱,细胞分化过程受阻,且线粒体功能出现异常。
讨论上述结果表明,氢气可通过PRDX6介导的SIRT1/PGC-1α信号通路激活,调控脂肪来源间充质干细胞的生物学行为。该研究为改善干细胞质量、推动其在再生医学中的应用提供了潜在策略。
术语说明
- ADSCs(Adipose-derived mesenchymal stem cells):脂肪来源间充质干细胞,一种从脂肪组织中分离获得的成体干细胞,具有多向分化潜能,可分化为脂肪细胞、肌细胞、骨细胞等。
- PRDX6(Peroxiredoxin 6):过氧化物酶6,一种抗氧化酶,参与清除细胞内活性氧,维持氧化还原平衡。
- SIRT1(Sirtuin 1):沉默信息调节因子1,一种去乙酰化酶,在细胞衰老、能量代谢等过程中发挥关键调控作用。
- PGC-1α(Peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α):过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α,一种重要的转录共激活因子,主要参与线粒体生物合成及能量代谢调节。
- MyHC(Myosin heavy chain):肌球蛋白重链,骨骼肌细胞的特异性标志物,常用于鉴定肌细胞分化状态。
作者单位:扬州大学,南京医科大学
Zhang P, Hu Y, Liu W, Wang J, Liang Y, Fei W. Hydrogen attenuates the senescence of adipose-derived stem cells and enhances their myogenic differentiation via modulation of the PRDX6/SIRT1/PGC-1α signaling pathway. Hum Exp Toxicol. 2025 Jan-Dec;44:9603271251371685.
