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科學研究：皮膚幹細胞表麵糖類隨年齡增長而變化
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科學研究：皮膚幹細胞表麵糖類隨年齡增長而變化
圖片來源：Pixabay
歲月最易在皮膚上留下痕跡。現有假說認為：衰老會對皮膚和分化填充外表皮的表皮幹細胞造成破壞，但缺乏在分子水平上評估它們衰老的方法。如今，日本築波大學（University of Tsukuba）和日本國家高級工業科學和技術研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST)的研究人員揭示出：覆蓋在表皮幹細胞表麵、被稱為多聚糖的複雜糖類的變化，可作為衰老的潛在生物學標誌物。皮膚是人體最大的器官，是抵禦感染和對抗水分流失的重要屏障。衰老會損害人體環境防禦和傷口愈合的能力，同時增加脫發和癌症風險。表皮在健康和疾病中發揮作用的重要過程，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粘附。糖基化需要將多聚糖連接在蛋白質上。所有多聚糖在細胞表麵和細胞中的分布總稱為“細胞糖組”，它可以反映細胞的功能範圍，並作為年齡的指標。
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幹細胞，包括毛囊細胞和小葉間表皮細胞，並對這些細胞進行凝集素微陣列平台進行糖基分析。這項技術使用一種特異性結合多聚糖的蛋白質——凝集素進行分析，並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，在較老的表皮幹細胞中，高甘露糖型N-多聚糖（high mannose-type N-glycans）被a2-3/6唾液酸化的複雜型N-多聚糖（a2-3/6 sialylated complex type N-glycans）所取代。我們隨後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移酶基因的上調，表明這種‘糖基轉移’可能是由年齡調控的糖基轉移酶和糖苷酶表達所介導。”
最後，為確定多聚糖的變化是導致衰老的原因，還是僅僅是衰老產生的結果，研究小組在體外對原代小鼠表皮角質細胞中上調的糖原基因（glycogenes）進行了過表達。
角質細胞的甘露糖減少，唾液酸化修飾增加，重現了衰老的表皮幹細胞在體內表現出的糖基化模式。此外，糖原基因過表達的角質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幹細胞增殖能力的減弱。
現任熊本大學（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幹細胞功能障礙。未來的進展可能有助於在幹細胞水平上管理皮膚病，包括與年齡相關的退行性改變、傷口愈合受損和癌症。”
圖片來源：Pixabay
翻譯：胡舒昶
審校：巢栩嘉
來源：日本築波大學（University of Tsukuba）
原文鏈接：https://medicalxpress.com/news/2020-07-skin-stem-cells-shuffle-sugars.html
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