综述:小窝蛋白家族在干细胞命运与发育中对慢性退行性疾病的治疗作用:从科学计量学到深度综述

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Journal of Advanced Research 11.4

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  这篇综述系统探讨了小窝蛋白(CAV)家族通过调控干细胞(如ESC、MSC、NSC、CSC等)命运参与慢性退行性疾病(CDD)治疗的分子机制。文章结合科学计量学分析,揭示了CAV1/2/3通过Notch1/β-catenin/VEGF等通路影响干细胞增殖与分化,为卒中、阿尔茨海默病(AD)、糖尿病等疾病提供了新的治疗靶点。

  

小窝蛋白家族与干细胞命运的调控机制

小窝蛋白(CAV)家族包含CAV1、CAV2和CAV3,是细胞膜小窝(caveolae)的关键结构蛋白,参与膜运输、脂质代谢和信号转导。研究表明,CAV通过调控多种干细胞行为,在组织修复和再生中发挥核心作用。

胚胎干细胞(ESC)中的CAV调控

CAV1通过整合素-纤维连接蛋白(FN)激活RhoA-PI3K/AKT-ERK1/2通路,促进小鼠ESC增殖。表皮生长因子(EGF)和高葡萄糖环境通过磷酸化CAV1,进一步激活PI3K和MAPK通路,增强ESC自我更新能力。值得注意的是,CAV3在ESC衍生的心肌细胞(ESC-CMs)成熟中至关重要,其表达水平随心肌细胞分化而升高,促进肌小管(t-tubule)形成。

间充质干细胞(MSC)的命运调控

在骨髓MSC(BMSC)中,CAV1通过STAT3和YAP/TAZ信号调控成骨与成脂分化平衡。敲低CAV1可促进BMSC向心肌细胞分化,而CAV3与MG53结合通过eNOS/NO通路加速糖尿病伤口愈合。脂肪来源MSC(ADSC)中,CAV1下调可增强多巴胺能神经元分化标志物(如TH、Nurr1)的表达,为帕金森病(PD)治疗提供新思路。

神经干细胞(NSC)与神经系统修复

CAV1通过Notch1/NICD/Hes1通路促进NSC向星形胶质细胞分化,而通过抑制β-catenin促进少突胶质细胞生成。在缺血性脑卒中模型中,CAV1通过下调VEGF和NeuroD1抑制神经发生,而运动或miR-199a-5p可通过降低CAV1表达促进神经再生。

癌症干细胞(CSC)的靶向治疗

在乳腺癌干细胞(BCSC)中,CAV1缺失导致c-Myc积累和糖酵解增强,而CAV1通过GSK3β/β-catenin/ABCG2通路调控化疗耐药性。肝CSC中,miR-124通过靶向CAV1抑制肿瘤自我更新能力,提示CAV1是潜在治疗靶点。

CAV家族在慢性退行性疾病中的治疗潜力

神经退行性疾病

在AD模型中,下调CAV1可减少tau蛋白过度磷酸化;而在PD中,CAV1调控ADSC分化为多巴胺能神经元的能力。CAV1缺失还促进卒中后的神经发生,但其在脑内皮细胞衍生的外泌体中抑制神经分化,提示需精准调控CAV1表达。

心血管疾病与糖尿病

CAV3在心肌保护中起关键作用,其表达增强可改善ESC-CMs的电生理功能。在糖尿病伤口愈合中,CAV3-MG53-eNOS轴通过促进血管新生加速修复。此外,CAV1通过调控NO释放影响BMSC的成骨分化,可能用于骨质疏松治疗。

癌症治疗新策略

靶向CAV1可逆转乳腺癌和肝癌干细胞的化疗耐药性。例如,紫杉醇通过上调CAV1抑制肺癌干细胞特性,而姜黄素类似物通过CAV1/β-catenin通路抑制结肠癌干细胞活性。

未来展望

尽管CAV1研究已取得进展,CAV2/3在干细胞中的功能仍待深入探索。例如,CAV3在肌肉干细胞中的作用可能为肌营养不良症提供治疗线索。结合基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)和CAV调控策略,有望开发出更精准的干细胞疗法,推动再生医学发展。

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