综述:牙髓干细胞衰老的表型、分子机制及调控网络

【字体: 时间:2025年07月13日 来源:Human Cell 3.4

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  这篇综述系统阐述了牙髓干细胞(DPSCs)衰老的表型特征及其分子机制,重点探讨了线粒体功能障碍、表观遗传修饰(如DNA甲基化)以及p53/p21WAF1/CIP1/p16INK4a信号通路在其中的核心作用,并创新性总结了褪黑素(通过抑制MMPs)和二甲双胍(通过AMPK/mTOR通路)等抗衰老策略,为基于DPSCs的组织再生研究提供了重要理论依据。

  

Abstract

牙髓干细胞(DPSCs)作为具有自我更新和多向分化潜能的成体干细胞,在组织工程和再生医学领域展现出广阔前景。然而供体年龄增长或体外长期扩增会导致DPSCs出现增殖能力下降、分化潜能受损等衰老相关表型。

衰老微环境的影响

衰老牙髓组织中ECM成分改变、炎症因子累积及血管网络退化,通过机械应力传导和旁分泌途径显著影响DPSCs的生物学特性。研究显示衰老DPSCs中SA-β-gal活性升高,端粒酶(TERT)表达下调,同时伴随SASP因子(如IL-6、MMP-3)的持续分泌。

分子机制解析

线粒体功能障碍是DPSCs衰老的显著特征,表现为mtDNA突变积累、ROS过量产生及ATP合成减少。表观遗传层面,DNMTs介导的启动子区高甲基化导致成牙本质相关基因(如DSPP)表达沉默。p53/p21WAF1/CIP1通路激活与p16INK4a-Rb信号轴共同构成细胞周期阻滞的核心调控网络。

抗衰老策略

褪黑素通过抑制MMP-2/9表达维持ECM稳态,使DPSCs增殖率提升40%。二甲双胍激活AMPK磷酸化后,通过抑制mTORC1使自噬流恢复。此外,SIRT1激活剂(如白藜芦醇)和抗氧化剂(NAC)也显示出延缓衰老的潜力。

跨物种比较

与骨髓(BMSCs)和脂肪干细胞(ADSCs)相比,DPSCs具有更强的成牙本质分化能力但更易发生氧化应激损伤。三种MSCs衰老时均出现核纤层蛋白(Lamin B1)丢失,但DPSCs表现出独特的Wnt/β-catenin通路持续激活特征。

这些发现为开发靶向DPSCs衰老的精准调控策略提供了新思路,对牙齿再生和全身组织修复具有重要转化价值。

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