紫甘薯花青素抑制间充质干细胞衰老的研究(2)

菜单

图6 细胞免疫荧光显示LC3（绿色）的分布情况 11

图7 对图6中LC3阳性细胞比例的定量 11

1 绪论

1.1 间充质干细胞的作用

伴随着神经、血管、骨等多种组织或器官缺损相关疾病的高发,组织工程的研究和应用得到了空前的发展。组织工程包含三大要素:种子细胞、支架材料和生长因子。其中,最常用的种子细胞是干细胞[1]。干细胞，一类能够进行自我更新并且具有分化潜能的细胞[2]。按照来源和发育阶段的不同,可将干细胞分为胚胎干细胞及成体干细胞这两类。虽然胚胎干细胞具有发育全能性,可以分化为完整个体,但是由于其可以无限增殖,移植后有形成肿瘤的可能性,同时胚胎干细胞在临床上的应用存在伦理道德问题。这些缺点的存在极大程度地限制了胚胎干细胞的研究和应用。而成体干细胞则避免了这些问题,因此，成为干细胞研究领域的热点。

BMSCs具有多向分化潜能,在体外培养过程中,通过添加特定的诱导因子, 可以促使MSCs分化为多种来源于中胚层的细胞,包括软骨细胞、成骨细胞、脂肪细胞和心肌细胞(Pittenger et al., 1999)。例如,地塞米松、抗坏血酸和β-磷酸甘油可以诱导MSCs分化为成骨细胞等。目前,我们已经把MSCs向成骨、脂肪和软骨细胞的分化能力作为鉴定MSCs的标志之一(Bernardo et al., 2009)。

BMSCs容易提取和培养,并且具有低免疫原性,便于进行基因操作等优势, 目前已经成为组织工程中理想的种子细胞。同时，鉴于BMSCs具有能够跨胚层分化的特点,近年来已经开始应用于临床,参与治疗各种组织或器官损伤相关疾病。

1.2 间充质干细胞存在的缺点

骨髓间充质干细胞（BMSC）具有多向分化潜能、易获取、免疫原性低等优势，已成为组织工程以及细胞与基因治疗的理想种子细胞。人的BMSCs相对来说易于收集和培养扩增，但是体内BMSC数量较少，为满足组织工程的细胞需求量，需要进行体外扩增。然而随着细胞的复制，细胞不可避免的发生老化。老化的BMSC分化潜能逐渐减弱，临床治疗效果不理想。因此研究清楚BMSC老化机理迫在眉睫。

1.3 自噬与老化

1.3.1 自噬与老化的关系

在衰老程度较低的细胞中，细胞自噬程度比较高，随着细胞逐渐衰老，细胞自噬能力逐渐降低。因此，可以通过检测细胞的自噬程度来检测细胞的衰老程度。

1.3.2 自噬与衰老的检测指标

在衰老细胞中，衰老相关的 β 半乳糖苷酶(SA-β-Gal) 活性的升高。正常情况下,非老化细胞一般在PH=4的条件下表现出溶酶体中的β-Gal活性(Lee et al., 2006);当细胞发生老化时,胞内溶酶体体积增大,β-Gal活性在PH值为6的条件下达到最高(Kurz et al., 2000; Lee et al., 2006)。因此,pH=6时的β-Gal活性可以判断细胞老化程度。若细胞发生老化，β-Gal活性增强，能将细胞中的x-Gal染成蓝色。

细胞若发生自噬，会引起LC3的聚集，形成点状聚集，但衰老细胞自噬能力下降LC3在细胞中成弥散性分布。

1.4 紫甘薯花青素的特点

紫甘薯是甘薯中的一个特殊品种,因为其薯肉富含红色素,所以，可作为一种天然色素［3］。紫甘薯红色素固态呈紫黑色,稀酸溶液为透亮鲜艳的深红色［4］, 浓度为1%时的色素溶液呈红色［3］。紫甘薯红色素是一种水溶性色素,可溶于H2O、CH3OH、C2H5OH、CH3COOH、C3H6O、稀HCl和稀NaOH等容液,不溶于石油醚和菜油等有机溶剂［5］。除了可以用作一种天然色素外, 紫甘薯红色素还具有一定的生理功能,如, 抗肿瘤功能、抗突变性以及抗氧化作用等［3］。