[发明专利]蛋白去乙酰化酶SIRT1在促进间充质干细胞增殖与延缓衰老中的应用

说明书

技术领域

本发明属于酶的新用途，特别是涉及蛋白去乙酰化酶SIRT1在调控间充质干细胞增殖与衰老中的应用。

背景技术

SIRT1(silent mating type information regulation 2homolog 1)是Sirtuin家族(SIRT1-7)的一员，是一种从细菌到人类高度保守的多功能的NAD依赖的蛋白去乙酰化酶。它能延长酵母、果蝇和线虫等低等生物的寿命。在小鼠和人等高等动物中，它参与调控恶性肿瘤生成及化疗耐药、应激应答、细胞代谢和老化等多种生命活动，从而作为治疗恶性肿瘤、糖尿病、血管老化以及帕金森等疾病的潜在靶子而引起广泛关注。

骨髓或脂肪来源的间充质干细胞(MSC)具备以下优势：1)取材方便，易于分离培养扩增；2)具有免疫调节能力，同种异体移植MSCs可诱导免疫耐受；3)遗传背景稳定，适合作基因治疗的载体细胞；4)具有多向分化潜能，可分化为骨、软骨、脂肪、内皮、神经和胰岛样等多种细胞。这些优势使其成为组织和细胞工程理想的种子细胞。但是，在体外扩增培养过程中，MSC的增殖很快停滞(growth arrest)，细胞逐渐衰老，这是目前影响MSC应用的主要障碍。因而明确间充质干细胞增殖和衰老的调控机制，延长MSC的寿命，在基于间充质干细胞的组织细胞替代和修复治疗中具有潜在的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种蛋白去乙酰化酶SIRT1的新用途，即在促进间充质干细胞增殖与延缓其衰老中的应用。

所述间充质干细胞可来源于骨髓和脂肪。

具体来讲，所述用SIRT1延缓间充质干细胞衰老的方法为在间充质干细胞中过表达SIRT1。

具体来讲，所述用SIRT1促进间充质干细胞增殖的方法为以下之一：

方法1)在间充质干细胞中过表达SIRT1；

方法2)用SIRT1的激活剂处理间充质干细胞。

所述在间充质干细胞中过表达SIRT1的方法优选为利用重组慢病毒载体系统将SIRT1基因导入间充质干细胞，SIRT1得到过表达，具体包括以下步骤：

A)将SIRT1基因导入慢病毒载体系统中的目的基因转移载体中，得到携带有SIRT1基因的重组慢病毒载体；

B)将携带有SIRT1基因的重组慢病毒载体与慢病毒载体系统中的两种包装质粒和包膜质粒按4.5-5.5∶3.7-4.7∶1.5-2.5∶2.3-3.3的重量份数比混合后，用脂质体介导法转染慢病毒包装细胞，得到携带有SIRT1基因的重组慢病毒；

C)将携带有SIRT1基因的重组慢病毒转染间充质干细胞，得到表达SIRT1的间充质干细胞。

所述方法2)中SIRT1的激活剂可为白丁芦醇(resveratrol)或4-吡啶甲酰胺(isonicotinamide)；所述用SIRT1的激活剂处理间充质干细胞的方法为：将1×105个MSC接种于六孔板，使用1-20μm浓度的白丁芦醇加入到培养基当中，持续培养3天；所述白丁芦醇的浓度优选为5μm或20μm，尤其优选为20μm。

本发明的应用还包括在间充质干细胞中过表达SIRT1的同时还过表达有尼克酰胺磷酸核糖转移酶(Nampt)；所述过表达的方法优选为利用重组慢病毒载体系统将SIRT1基因和Nampt基因分别导入间充质干细胞，SIRT1和Nampt共表达。

本发明提供了蛋白去乙酰化酶SIRT1的一种新用途，即在调控间充质干细胞增殖与衰老中的应用。实验结果表明，增殖期的MSC中SIRT1的表达水平较高，而在衰老的MSC中SIRT1的表达水平很低，甚至不表达(见图1)，在MSC中过表达SIRT1基因和可促进MSC的增殖并延长其寿命；SIRT1特异地Knockdown(在MSC中表达抑制SIRT1基因表达的小干扰RNA)能显著减缓骨髓来源的间充质干细胞的增殖，使Brdu标记的S期细胞明显减少，随着培养时间的延长，与对照细胞相比，衰老细胞数也显著增加(见图5)；此外，在脂肪组织来源的间充质干细胞中，SIRT1 Knockdown也具有同样的作用(见图5)。这些结果表明，SIRT1为间充质干细胞体外增殖所必需，在骨髓来源的MSC和脂肪来源的MSC中均得到验证，因而可通过调控MSC中SIRT1的表达水平调控MSC的增殖及衰老。本发明对明确间充质干细胞增殖和衰老的调控机制，延长MSC的寿命，在基于间充质干细胞的组织细胞替代和修复治疗中具有十分重要的意义，应用前景广阔。

附图说明