间充质干细胞(MSCs)因其在各种组织中的多能性而被认为是再生医学的重要工具。然而，细胞衰老会降低MSC的增殖和分化潜能，为临床应用创造了瓶颈。细胞衰老可由两个主要因素诱导：发育过程中的基因程序性衰老和内质网 (ER) 应激。最近的研究集中在最大限度地减少细胞衰老以提高MSCs的干性和质量，以帮助其在再生医学中的成功应用。
为了为 MSC 创造最佳微环境，使其有效增殖和分化，同时最大限度地减少细胞衰老，韩国亚州大学基于明胶水凝胶，使用衰老相关 β-半乳糖苷酶、端粒长度相关基因、干性和线粒体代谢，通过在扁桃体来源的 MSCs (TMSCs) 中复制传代建立了MSC衰老模型。水凝胶通过释放累和活性氧 (ROS)来提供人工细胞微环境，以支持人真皮成纤维细胞的3D细胞培养生长，而不会影响细胞相容性。使用转录组学和蛋白质组学分析，作者将葡萄糖调节蛋白78 (GRP78)鉴定为独特的MSC衰老标志物。随着细胞传代次数的增加，GRP78 逐渐从细胞表面和细胞质转移到TMSCs的（周围）核区。作者修改了水凝胶的硬度和葡萄糖氧化酶(GOx)浓度，以获得低水平ROS的持续释放。通过磁性分选收集表达细胞表面特异性GRP78 (csGRP78+)的TMSC，显示出比未分类的细胞更好的干细胞功能和更高的线粒体代谢。在具有颅骨缺损的大鼠中植入嵌入 ROS-水凝胶中的csGRP78+细胞导致骨再生增加。因此，csGRP78 是一种很有前途的TMSCs生物标志物，csGRP78+ 细胞和ROS-水凝胶的联合使用通过调节 GRP78 易位提高了 TMSCs 的再生能力。
图1。对照 (Ctrl) 和培养老化 (CA) TMSC 的特征。
图 5。通过 MACS 分离 csGRP78+ 细胞。
相关论文以题为Tonsil-derived mesenchymal stem cells incorporated in reactive oxygen species-releasing hydrogel promote bone formation by increasing the translocation of cell surface GRP78发表在《Biomaterials》上。通讯作者是首尔国立大学Yoon ShinPark、亚洲大学Ki DongPark、梨花女子大学InhoJo、和忠北大学Yoon JeongPark教授。
参考文献：
doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.121156
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