科學家利用添加醋酸鈉提高骨骼幹細胞的活性 或能治療與年齡有關的疾病

據外媒報道，研究骨骼退化背後的生物機制的科學家們取得了一項發現，通過使作為該過程核心的幹細胞恢復活力，可以幫助治療與年齡有關的疾病，如骨質疏鬆症。新發表的研究表明，隨着這些幹細胞的老化，某些變化會損害它們的性能，但也顯示了如何利用醋酸鈉來恢復它們驅動新骨骼材料發展的能力。

人體的某些部分不能像以前那樣正常工作，這是衰老的一個自然功能，我們骨髓中的間質幹細胞也是如此。像其他幹細胞一樣，這些細胞有能力分化成其他細胞類型，形成新的組織或其他生物材料，在這種情況下，它們是產生軟骨、骨骼和脂肪細胞的核心。然而，它們這樣做的能力會隨着我們的年齡增長而退化。

德國馬克斯·普朗克衰老生物學研究所和科隆大學的科學家們試圖挖掘其中的原因，這使他們找到了所謂的表觀遺傳學。這一科學領域的核心是外部環境因素如何影響我們的基因活動以及我們的身體對它們的反應方式，而不改變基因本身的序列。

此前一些研究揭示了隨着年齡增長而發生的表觀遺傳學變化可能塑造某些健康結果。這包括2017年的一項研究，該研究顯示低卡路里飲食可以減緩一種叫做DNA甲基化的表觀遺傳變化，這是一種控制基因何時應該或不應該被表達的化學活動，導致壽命延長。

這項新研究的重點是另一種被稱為組蛋白修飾的表觀遺傳學變化。組蛋白是幫助包裝我們細胞中的DNA並控制其訪問的蛋白質，通過研究它們與間充質幹細胞的關係如何演變，作者可能已經找到了一種調節該過程的方法。

“我們想知道為什麼隨着我們的年齡增長，這些幹細胞產生的用於發展和維護骨骼的材料越來越少，導致越來越多的脂肪在骨髓中積累，”該研究的第一作者Andromachi Pouikli解釋說。“為了做到這一點，我們比較了年輕和年老小鼠的幹細胞的表觀基因組。我們可以看到，表觀基因組隨着年齡的增長而發生明顯變化。對骨骼生產重要的基因尤其受到影響。”

該團隊從小鼠的骨髓中分離出這些細胞，並用含有醋酸鈉（一種常見的食品添加劑）的營養液處理它們。這種處理方法將醋酸鈉轉化為一種構件，然後由酶附着在組蛋白上，這增加了對基因的訪問並提高了其活性。

Pouikli說：“這種處理令人印象深刻地使表觀基因組恢復了活力，改善了幹細胞的活性，並導致了骨細胞的更高產量。”

該團隊隨後研究了人類的這一過程，研究了從接受髖關節手術的患者身上提取的間質幹細胞。從患有骨質疏鬆症的老年患者身上獲取的細胞，表現出與在小鼠身上觀察到的相同的表觀遺傳學變化，骨質疏鬆症是一種導致骨密度和骨質量下降的疾病。圍繞着醋酸鈉用於治療這些類型的疾病的安全性仍有問題需要回答，但這些早期結果是有希望的。

領導這項研究的Peter Tessarz說：“醋酸鈉也可以作為食品添加劑，然而，以這種形式使用它來治療骨質疏鬆症是不可取的，因為我們觀察到的效果對某些細胞非常特殊。然而，已經有了幹細胞療法治療骨質疏鬆症的初步經驗。在這種情況下，這種醋酸纖維的治療方法也可能有效。然而，我們仍然需要更詳細地調查對整個機體的影響，以排除可能的風險和副作用。”

該研究發表在《自然-衰老》雜誌上。