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科學研究：皮膚干細胞表面糖類隨年齡增長而變化
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圖片來源：Pixabay
歲月最易在皮膚上留下痕跡。現(xiàn)有假說認為：衰老會對皮膚和分化填充外表皮的表皮干細胞造成破壞，但缺乏在分子水平上評估它們衰老的方法。如今，日本筑波大學（University of Tsukuba）和日本國家高級工業(yè)科學和技術研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST)的研究人員揭示出：覆蓋在表皮干細胞表面、被稱為多聚糖的復雜糖類的變化，可作為衰老的潛在生物學標志物。
皮膚是人體最大的器官，是抵御感染和對抗水分流失的重要屏障。衰老會損害人體環(huán)境防御和傷口愈合的能力，同時增加脫發(fā)和癌癥風險。表皮在健康和疾病中發(fā)揮作用的重要過程，是由細胞糖基化作用介導的細胞與細胞相互作用和細胞與基質(zhì)粘附。糖基化需要將多聚糖連接在蛋白質(zhì)上。所有多聚糖在細胞表面和細胞中的分布總稱為“細胞糖組”，它可以反映細胞的功能范圍，并作為年齡的指標。
研究人員首先從年輕和年老的實驗室小鼠皮膚中分離出表皮干細胞，包括毛囊細胞和小葉間表皮細胞，并對這些細胞進行凝集素微陣列平臺進行糖基分析。這項技術使用一種特異性結合多聚糖的蛋白質(zhì)——凝集素進行分析，并能對疏散在組織中的細胞進行糖組學分析。
圖片來源：Pixabay
資深作者Hiromi Yanagisawa教授解釋：“我們的結果清楚地表明，在較老的表皮干細胞中，高甘露糖型N-多聚糖（high mannose-type N-glycans）被a2-3/6唾液酸化的復雜型N-多聚糖（a2-3/6 sialylated complex type N-glycans）所取代。我們隨后進行了基因表達分析，揭示了一個糖基化相關的甘露糖苷酶和兩個唾液酸轉(zhuǎn)移酶基因的上調(diào)，表明這種‘糖基轉(zhuǎn)移’可能是由年齡調(diào)控的糖基轉(zhuǎn)移酶和糖苷酶表達所介導?！?/div>
最后，為確定多聚糖的變化是導致衰老的原因，還是僅僅是衰老產(chǎn)生的結果，研究小組在體外對原代小鼠表皮角質(zhì)細胞中上調(diào)的糖原基因（glycogenes）進行了過表達。
角質(zhì)細胞的甘露糖減少，唾液酸化修飾增加，重現(xiàn)了衰老的表皮干細胞在體內(nèi)表現(xiàn)出的糖基化模式。此外，糖原基因過表達的角質(zhì)細胞增殖能力的下降表明，這些改變可能反映了衰老的表皮干細胞增殖能力的減弱。
現(xiàn)任熊本大學（Kumamoto University）首席研究員的Aiko Sada教授和共同通信作者、AIST的Hiroaki Tateno教授解釋了他們實驗結果的含義：“我們的工作主要針對老化皮膚中的干細胞功能障礙。未來的進展可能有助于在干細胞水平上管理皮膚病，包括與年齡相關的退行性改變、傷口愈合受損和癌癥?！?/div>
圖片來源：Pixabay
翻譯：胡舒昶
審校：巢栩嘉
來源：日本筑波大學（University of Tsukuba）
原文鏈接：https://medicalxpress.com/news/2020-07-skin-stem-cells-shuffle-sugars.html
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