Molecular Therapy Nucleic Acids: 长期培养对人骨髓间充质干细胞生物学特性和RNA谱的影响

在间充质干细胞（MSC）应用之前体外扩增是必要的过程。功能和基因组稳定性在基于干细胞的疗法中起关键作用。然而，在体外老化的人骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)中，编码RNA和非编码RNA的确切表达和共表达谱尚不清楚。本研究观察了骨髓间充质干细胞在传代(P)4、P6、P8、P10和P12时的形态、免疫表型、增殖、分化和免疫调节能力的变化。

RNA测序发现，与P4相比，P12中有439个mRNA，65个长非编码RNA（lncRNA），59个microRNA（miRNA）和229个环状RNA（circRNA）差异表达（DE），P6的趋势相似。基因本体论(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)和基因集富集分析(GSEA)发现了几个重要的生物学过程和途径，包括结合、成骨以及Wnt和PPAR信号通路。

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.omtn.2021.08.013.

间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)具有自我更新能力、多向分化潜能、免疫抑制特性、营养效应和旁分泌功能，在细胞治疗和再生医学等领域具有广泛的临床应用前景。自从1966年在骨髓(BM)中发现MSCs以来，各种组织，包括脐带血、UC、滑膜、脂肪组织、牙髓和骨骼肌，都被报道为MSCs的来源。然而，在不同的来源中，骨髓仍然是目前为止最具特征性的MSCs来源。

此外，由于重大的伦理问题和安全考虑，骨髓间充质干细胞在临床应用上被认为比胚胎干细胞更可行和更有利。因此，BM-MSCs已广泛应用于各种疾病的治疗，包括移植物抗宿主病（GVHD），克罗恩病（CD），糖尿病（DM），多发性硬化症（MS），心肌梗塞（MI）），强直性脊柱炎（AS），肝功能衰竭和肝移植后排斥反应。

传统上，骨髓间充质干细胞移植的剂量是10⁶个细胞/千克体重，在临床试验中，一个患者的骨髓间充质干细胞总数约为每个细胞治疗10⁸个细胞。骨髓间充质干细胞是一种非常罕见的群体，仅占骨髓细胞总数的0.01-0.001。新鲜提取的MSC群体频率低且缺乏高同质性，因此在各种临床应用和基本操作之前，必须在分离后进行广泛的体外扩增。因此，在开发新的基于MSC的治疗策略时，考虑体外老化对细胞特性的影响是很重要的。

了解控制MSC增殖、衰老和特定分化细胞谱系的分子过程，不仅对治疗干预的发展至关重要，而且对确定与年龄相关的MSC功能障碍的驱动因素和效应因素至关重要，这些因素可以减缓甚至逆转，与年龄相关的退行性改变，以加强修复过程和维持老化组织的健康功能。

长非编码RNA(LncRNAs)是一种长度大于200个核苷酸(Nt)的ncRNA。环状RNA(CircRNAs)是一类核糖核糖核酸(NcRNA)，是一大类共价闭合的环状RNA分子。MicroRNAs(MiRNAs)是一种短的ncRNAs。已知miRNA可通过与mRNA结合诱导基因沉默，并且lncRNA/circRNA可通过竞争性结合miRNA来调节基因表达。最近的多项研究表明，这些ncrna是重要的表观遗传调节因子，通过控制包括mscs在内的细胞的命运，广泛参与生长、免疫系统稳态、增殖和分化发育。

CircRNA-miRNA-mRNA相互作用的CERNA网络

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.omtn.2021.08.013

考虑到这一点，作者设计了一项研究来分析体外扩增对MSCs的形态、免疫表型、增殖、分化和免疫调节能力的影响。同时，作者分析了mRNA、miRNA、lncRNA和CircRNA表达谱在培养和体外繁殖过程中的变化。本研究目标是深入了解MSC老化的分子机制，这可能会对MSC制剂的质量控制产生影响，并找出使衰老的MSCs恢复活力的策略，以拓宽MSCs的治疗应用范围。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Shan Wang et al. Effects of long-term culture on the biological characteristics and RNA profiles of human bone-marrow-derived mesenchymal stem cells. Mol Ther Nucleic Acids. 2021 Aug 19;26:557-574. doi: 10.1016/j.omtn.2021.08.013.