抑制 SETD7：解锁脂肪干细胞抗衰老密码，开启肌腱修复新征程

为解决 AD - MSCs 体外扩增时因衰老导致增殖和分化能力受限影响肌腱修复的问题，湖南大学研究人员研究 SETD7 对 hAD - MSCs 的作用。结果发现抑制 SETD7 可延缓衰老、促进肌腱修复。推荐科研读者阅读，探索干细胞治疗新方向。

　　

在现代医学领域，肌腱损伤是一个让人头疼的问题。随着人们运动热情的高涨，运动损伤日益增多，再加上意外事故频发以及人口老龄化加剧，肌腱受伤的概率大大增加。想象一下，那些热爱运动的人，在尽情挥洒汗水时，突然因为肌腱受伤而不得不停下，该有多沮丧。而且，肌腱损伤后的修复效果往往不尽如人意，高达 40% 的患者会再次遭遇肌腱断裂，这就好比刚修好的路，没走多久又坏了，让人十分困扰。目前现有的治疗方法，由于肌腱自身内源性再生能力有限，无法完全恢复受伤肌腱的结构完整性和生物力学功能，就像是给破了的衣服打补丁，补丁虽然补上了，但衣服却再也回不到原来的样子了。

为了解决这些难题，科学家们把目光投向了干细胞治疗。间充质干细胞（MSCs）凭借其强大的增殖能力、多向分化潜能和免疫调节能力，在组织工程领域备受关注，成为治疗肌腱损伤的热门选择。其中，脂肪来源的间充质干细胞（AD - MSCs）更是脱颖而出，它获取方便，创伤小，能提供大量细胞，就像一个储量丰富的 “干细胞宝库”。

然而，理想很丰满，现实却很骨感。在实际应用中，AD - MSCs 也面临着重重挑战。为了达到治疗所需的细胞数量，AD - MSCs 需要在体外进行多次扩增培养。但在这个过程中，细胞会逐渐衰老，就像人会随着年龄增长而活力下降一样。细胞衰老会导致其增殖和分化能力受限，从而影响治疗效果。因此，探索 MSCs 衰老的机制，寻找延缓其衰老的方法，成为了医学研究的关键问题。

在这样的背景下，湖南大学的研究人员在《Scientific Reports》期刊上发表了题为 “SETD7 inhibition delays senescence of human adipose - derived mesenchymal stem cells and promotes tendon repair” 的论文。他们发现，SETD7（一种组蛋白甲基转移酶）在人脂肪来源的间充质干细胞（hAD - MSCs）体外扩增过程中表达上调。通过使用 PFI - 2 对 SETD7 进行药理抑制，能够延缓 hAD - MSCs 的衰老，维持其增殖和分化能力。而且，经 PFI - 2 处理的 hAD - MSCs 来源的细胞片在移植后，能更好地促进肌腱修复。这一发现为改善 hAD - MSCs 的扩增、提高干细胞治疗效果提供了新的方向，就像是在黑暗中找到了一盏明灯，为肌腱损伤的治疗带来了新的希望。

为了开展这项研究，研究人员运用了多种技术方法。他们首先对公共基因表达数据集进行分析，从大量的数据中寻找 SETD7 与 MSCs 衰老之间的潜在联系。接着，进行细胞培养实验，培养 hAD - MSCs，并对其进行不同处理。还使用了 SA - β - gal 染色（一种用于检测细胞衰老的方法）、RNA 分离、逆转录、qRT - PCR（用于检测基因表达水平）、Western blot 分析（检测蛋白质表达水平）等技术，来深入探究细胞衰老相关的分子机制。此外，通过构建动物模型，研究细胞片在体内对肌腱修复的效果。

下面来看看具体的研究结果：

1. SETD7 表达与 hMSCs 的复制性衰老正相关：研究人员分析了公共基因表达数据集，对比早期和晚期传代的 MSCs 的 RNA 序列数据。他们发现，随着传代次数增加，干细胞相关基因 TWIST1 表达下降，而衰老相关基因如 p16INK4A、p15、WRAP53 和 ARHGAP29 显著上调，SETD7 也在衰老的 hBMSCs 中明显增加。而且，TWIST1 mRNA 表达与 SETD7 的 mRNA 表达呈负相关，衰老相关基因则与 SETD7 表达呈正相关。在 3D 培养条件下，SETD7 表达受到抑制，这表明 2D 培养条件下 SETD7 的表达不利于维持细胞功能。为了进一步验证，研究人员通过长期培养 hAD - MSCs 构建复制性衰老模型。结果发现，随着传代次数从 P4 增加到 P10，SA - β - gal 活性逐渐增加，干细胞和增殖基因水平下降，衰老分子标记物增加，SETD7 mRNA 和蛋白质表达水平也随之升高。这一系列结果都表明，SETD7 可能参与了 hAD - MSCs 的衰老过程。
2. 抑制 SETD7 可减弱 hAD - MSCs 的复制性衰老变化：既然连续传代会导致细胞衰老和 SETD7 表达增加，那么抑制 SETD7 会有什么效果呢？研究人员用 SETD7 抑制剂 PFI - 2 处理 hAD - MSCs，以 DMSO 处理的细胞作为对照。结果发现，PFI - 2 处理显著减少了晚期传代（P8 和 P10）中 SA - β - gal 阳性衰老细胞的数量，降低了 p16INK4A 和 p21 蛋白的表达，同时降低了 SETD7 和细胞衰老标记物的 mRNA 水平，还挽救了 KI67、TWIST1 和 WRAP53 等细胞增殖和干性关键基因的表达。这说明抑制 SETD7 的活性可以延缓体外培养的 hAD - MSCs 的衰老过程。
3. PFI - 2 恢复衰老 hAD - MSCs 的自我更新能力并促进其分化能力：复制性衰老会影响 MSC 的增殖和分化潜能，研究人员进一步探究 PFI - 2 对 hAD - MSCs 功能的影响。通过集落形成实验发现，PFI - 2 处理的 hAD - MSCs 在晚期传代中的集落形成单位（CFU）效率显著提高。在分化能力方面，随着细胞传代，hAD - MSCs 的脂肪形成和软骨形成分化潜能下降，但 PFI - 2 处理组比对照组能更好地保留这两种分化能力。对于成骨分化，虽然随着连续传代 hAD - MSCs 的成骨分化潜能略有增加，但对照组和 PFI - 2 处理组之间没有显著差异。研究人员还利用细胞片模型检测了关键肌腱相关标记物的 mRNA 和蛋白质水平，发现 PFI - 2 处理强烈诱导了肌腱相关基因的表达，增加了细胞片中相关蛋白质的水平。这表明抑制 SETD7 可以维持衰老 hAD - MSCs 的自我更新和分化能力，提高其肌腱分化能力。
4. 移植 PFI - 2 处理的 hAD - MSCs 细胞片可改善大鼠髌腱损伤模型的肌腱再生：在体外研究证实了 SETD7 的作用后，研究人员在大鼠髌腱窗口缺损模型中检验 hAD - MSCs 细胞片的治疗效果。他们分别将 PFI - 2 处理（PFI - CS）和未处理（Con - CS）的 hAD - MSCs 细胞片移植到缺损处。从大体形态上看，两组再生的肌腱都与周围组织融合良好，但 PFI - CS 组的窗口缺损在两个时间点都比 Con - CS 组更不明显，修复的肌腱颜色也更接近正常。分子水平检测发现，PFI - CS 处理显著增强了肌腱相关基因的表达。组织学染色显示，PFI - CS 处理的肌腱在 2 周时结缔组织更致密，细胞外基质（ECM）沉积更多，4 周时组织结构更好，胶原含量更高。免疫组化结果表明，PFI - CS 组在 4 周时肌腱相关蛋白表达增强。透射电镜（TEM）观察发现，PFI - CS 组的胶原纤维直径更大。机械测试显示，PFI - CS 组的修复肌腱具有更好的生物力学性能。这些数据表明，PFI - CS 为修复的肌腱提供了更好的结构和功能特性。

在讨论部分，研究人员指出，干细胞基的细胞片工程虽然有诸多优势，但干细胞的衰老会影响治疗效果。本研究发现 SETD7 参与 hAD - MSCs 的复制性衰老，抑制 SETD7 可以延缓衰老，维持细胞功能，提高肌腱修复效果。不过，研究也存在一些局限性，比如抑制 SETD7 维持 hAD - MSCs 生物学功能的潜在机制还不完全清楚，SETD7 除了作为组蛋白甲基转移酶外，还能甲基化非组蛋白蛋白，YAP 甲基化可能是其调节 hAD - MSCs 复制性衰老的机制之一，但这还需要进一步研究证实。此外，PFI - 2 的抗衰老作用是否对其他来源的干细胞也适用，也有待探索。

总的来说，这项研究意义重大。它明确了 SETD7 是 hAD - MSCs 衰老的重要因素，为化学干预增强体外扩增的 hAD - MSCs 的治疗潜力、加速体内肌腱修复提供了新的靶点。就像为医学研究人员提供了一把新的 “钥匙”，有望打开肌腱损伤治疗的新局面，为广大肌腱损伤患者带来更好的治疗前景。