TPP1在改善老年骨髓间充质干细胞衰老和功能优化中的作用及其机制研究

Transplantation of MSCs is a very promising therapy for myocardial infarction, which efficacy has been identified in quantity of clinical trials, but there are still some limitations in their clinical application. One of these limitations is that the MSCs used in autologous transplantation are aged population derived. According to some research, the cell number, cell proliferating and differentiation, cell engraftment, paracrine, resistance to bad environment, therapeutic efficacy of MSCs derived from aged population are all declined comparing to that of MSCs derived from young population. Our previous research have found that the senescence of aged MSCs is associated with the expression of telomere bound protein shelterin, and overexpression of TPP1, one component of the shelterin, could reverse the senescence phenotypes. Therefore, we think that TPP1 might play an important role in modifying the function of aged population derived MSCs. In this study, we will evaluate the effects of TPP1 on anit-senescence and functional optimization of aged MSCs by using gene over-expression, shRNA, FISH, small animal echo, MicroPET in vitro and in vivo. We would like to explore a new method to improve the therapeutic efficacy of MSCs from aged population.

骨髓间充质干细胞（MSCs）作为一种具有良好应用前景的新疗法，已在大量的临床试验中展现了确切的疗效，但其局限性也逐渐显露。老年个体来源的MSCs在细胞数量、增殖和分化能力、移植存活率、旁分泌功能、抵抗不良环境应激能力、移植治疗缺血性心脏病的效果等方面均有显著的下降。因此，年龄问题成为制约其治疗效果的关键。我们前期的研究发现，老年大鼠来源的MSCs衰老情况与端粒结合蛋白的表达水平呈负相关，而在老年来源的MSCs中过表达端粒结合蛋白关键成分TPP1可以改善其衰老表型。所以，TPP1在改善老年个体来源的MSCs功能上可能发挥着重要的作用。本研究拟通过基因过表达与干扰、荧光原位杂交、小动物超声、MicroPET等先进手段，综合体外和体内实验对TPP1在改善老年来源的MSCs衰老和疗效中的作用及其机制进行深入研究，进而为提高老年人MSCs自体移植治疗缺血性心脏病提供新的思路。

骨髓间充质干细胞(MSCs)作为一种具有良好应用前景的新疗法，已在大量的临床试验中展现了确切的疗效，但其局限性也逐渐显露。老年个体来源的MSCs在细胞数量、增殖和分化能力、移植存活率、旁分泌功能、抵抗不良环境应激能力、移植治疗缺血性心脏病的效果等方面均有显著的下降。因此，年龄问题成为制约其治疗效果的关键。而目TPP1是端粒蛋白复合体的主要成分之一，它在年轻的MSCs中高表达，但随着年龄的增长表达量下降。我们发现在老年MSCs中过表达TPP1能显著提高体内实验和体外实验中的细胞存活。在体内实验中，TPP1过表达的老年MSCs的移植可改善MSCs的存活率，从而改善心功能并减少心脏纤维化。在体外实验中，TPP1过表达能增强老年MSCs在H2O2诱导的细胞凋亡模型中的抗凋亡能力。我们发现，细胞DNA修复能力会随着年龄的增长而下降。在这里，我们揭示了参与DNA双链断裂（DSBs）修复的关键蛋白MRE11在氧化应激中被TPP1上调，从而提高了细胞DSBs修复的能力。此外，TPP1过表达能促进AKT的磷酸化，而在TPP1过表达的老年MSCs中加入AKT抑制剂ly294002能逆转MRE11的蛋白的上调和DNA修复能力的增强。因此我们得出结论，TPP1可以通过AKT / MRE11途径增强DNA修复，从而提高老年MSCs移植的治疗效果。这一结果将对目前为目前干细胞治疗。这一发现将会为在提高MSCs自体移植治疗老年人群缺血性心肌病疗效的领域的突破提供依据。