第 490 期 2013-01-23

研究發展
過氧化氫在胎盤間葉幹細胞的老化過程中會改變幹細胞的分化能力而非增生停滯
NHRI investigators report H2O2 accumulation mediates differentiation capacity alteration but not proliferative decline in senescent human fetal mesenchymal stem cells

胎盤幹細胞(PDMCs)是一種具有多重分化能力且取得方式較容易之間葉幹細胞,故可以廣泛應用在基礎研究及臨床上。本院細胞及系統醫學研究所顏伶汝醫師之研究團隊,針對胎盤幹細胞於體外培養的老化現象進行研究,發現胎盤間葉幹細胞的老化過程除了會發生生長停滯的現象外,亦會伴隨分化能力的改變。老化的胎盤幹細胞仍保有良好的脂分化能力(adipogenesis),但骨分化(osteogenesis)能力卻轉弱(圖A)。研究發現老化的細胞所產生的過氧化氫是造成此分化能力改變的因素,研究團隊同時也探討相關的細胞老化訊息傳遞機制(如生長停滯現象)。此項研究結果發表於2012年12月份國際期刊Antioxidants & Redox Signaling [Epub ahead of print]。

本研究主要探討胎盤間葉幹細胞老化過程中,生長停滯以及分化能力改變之作用機制。研究發現胎盤間葉幹細胞在老化的過程中,產生之過氧化氫會造成細胞內轉錄因子c-MAF的表現量降低(圖C),進而使細胞的骨分化能力下降,而在代數年輕的細胞中以過氧化氫處理亦可發現相同之情形(圖B)。透過N-acetyl cysteine 的處理可以降低老化細胞的過氧化氫(圖D),進而使細胞中的c-MAF表現量回復,並增加細胞骨分化之能力(圖E、F)。研究中並發現胎盤間葉幹細胞在老化過程中的生長停滯現象是由PKC所調控的p21蛋白所引起,而非過氧化氫大量增加所導致。這些研究成果顯示胎盤間葉幹細胞的老化過程中,生長停滯以及分化能力的改變是透過不同的調控路徑來進行,這也提供了日後針對幹細胞體外培養以及分化應用的重要資訊。

《文/圖:細胞及系統醫學研究所顏伶汝醫師、何百峻博士後研究員》