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衰老理論認(rèn)為：當(dāng)機(jī)體的防衛(wèi)和修復(fù)機(jī)制發(fā)生缺陷后會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷不斷積累從而引起衰老的發(fā)生【1】。因此修復(fù)和衰老之間存在著一種平衡，而維持這種平衡則需要細(xì)胞有效地修復(fù)DNA的損傷，當(dāng)損傷無法修復(fù)時(shí)則需要清除這些受損細(xì)胞【2】。成體干細(xì)胞對(duì)于補(bǔ)充組織中被清除的細(xì)胞至關(guān)重要，但是隨著年齡的增長、干細(xì)胞的耗竭以及衰老細(xì)胞的積累，成體干細(xì)胞的能力也會(huì)逐漸下降【3】。 皮膚衰老的特征包括皮膚變薄、脆弱、傷口愈合延遲以及皮膚細(xì)胞（如角化細(xì)胞和黑素細(xì)胞）含量減少，同時(shí)還伴有成體干細(xì)胞減少。然而關(guān)于干細(xì)胞如何參與衰老以及在衰老中的動(dòng)態(tài)變化卻不甚清楚。在更新的組織中，干細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷“干細(xì)胞競爭（stem cell competition）”，即一些干細(xì)胞會(huì)發(fā)生克隆性增殖而另一些干細(xì)胞不會(huì)增殖【4】。這一現(xiàn)象對(duì)于維持組織健康具有一定影響，但是這一過程是否與選擇性清除壞損細(xì)胞有關(guān)仍不清楚。 2019年4月4日，東京醫(yī)科齒科大學(xué)Emi K. Nishimura（西村栄美）教授（論文第一作者為劉楠博士）在Nature發(fā)表文章Stem cell competition orchestrates skin homeostasis and ageing，提出由膠原蛋白COL17A1驅(qū)動(dòng)的干細(xì)胞間競爭對(duì)于維持小鼠的“年輕態(tài)”皮膚至關(guān)重要，但是隨著時(shí)間的推移，這種競爭也會(huì)導(dǎo)致皮膚老化。同時(shí)這項(xiàng)研究還鑒定出了可能代表著一種全新的抗老化干預(yù)手段的化合物。 西村栄美及同事研究了干細(xì)胞間競爭在小鼠尾部皮膚老化中的作用，小鼠尾巴上的皮膚與人類皮膚有很多共同點(diǎn)，而且也以類似的方式老化。作者表明干細(xì)胞間競爭由膠原蛋白COL17A1驅(qū)動(dòng)，而COL17A1的表達(dá)隨著年齡的增長而下降。他們觀察發(fā)現(xiàn)，COL17A1的表達(dá)在不同干細(xì)胞間存在差異，COL17A1表達(dá)水平較高的干細(xì)胞會(huì)牢固地錨定于基底膜，且對(duì)稱分裂，會(huì)將附近COL17A1表達(dá)水平較低的細(xì)胞排擠出去。這樣的細(xì)胞間競爭有助于維持皮膚的整體結(jié)構(gòu)和完整性。但是，COL17A1的表達(dá)會(huì)隨年齡增長而下降，也會(huì)因?yàn)閼?yīng)激（如氧化或紫外線輻射）而下降。最終，所有干細(xì)胞中的COL17A1表達(dá)水平都下降，皮膚隨之老化。 最后作者還鑒定出了兩種能維持人體角化細(xì)胞內(nèi)COL17A1表達(dá)的化合物——Y27632和夾竹桃麻素。這類藥物也可以促進(jìn)小鼠的傷口愈合。 圖片引自Nature同期配發(fā)的View & News 值得一提的是，Nature同期配發(fā)了題為How skin eliminates unfit cells的Veiw & News的文章，高度評(píng)價(jià)了上述工作。 總之，這項(xiàng)研究結(jié)果揭示了干細(xì)胞間競爭和COL17A1對(duì)于皮膚穩(wěn)態(tài)及老化的重要影響，代表著皮膚再生和抗老化藥物研究的一大重要進(jìn)展。 原文鏈接： https:///10.1038/s41586-019-1085-7 制版人：子陽 參考文獻(xiàn) 1. Medawar, P. B. An Unsolved Problem of Biology (Published for the College by H. K. Lewis, 1952). 2. Martincorena, I. & Campbell, P. J. Somatic mutation in cancer and normal cells. Science 349, 1483–1489 (2015). 3. Goodell, M. A. & Rando, T. A. Stem cells and healthy aging. Science 350, 1199–1204 (2015). 4. Stine, R. R. & Matunis, E. L. Stem cell competition: finding balance in the niche. Trends Cell Biol. 23, 357–364 (2013).
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