分泌型miR-24在去分化脂肪细胞改善皮肤老化中的作用及其机制研究

Recent study found that secretory miRNA can communicate between cells,which is also important in ageing process.Differentiated adipocytes (DA) injected subcutaneously could alleviate skin photoaging in nude mice, but the underlying mechanism has not been elucidated. Our previous study found miR-24 was enriched in the conditioned-medium of DAs, and the target genes predicted by bioinformatics are genes related to cell ageing and growth arrest, as p16,ING5,GAS7 and Bcl2L11.Hence a hyposis is proposed that DA can regulate the ageing and growth arrest process of human dermal fibroblasts by secretory miR-24,thus antagonizing ageing in the skin.To prove this, we aim to evaluate whether the anti-ageing effect of DA is dependent on secretory miR-24 both in vivo and in vitro, and to clarity the molecular mechanism of interaction between DA and fibroblasts. This project can contribute to further study on the anti-ageing therapy by non-coding RNA or cells.

新近研究发现，分泌型miRNAs可在细胞间隙中稳定存在，并发挥细胞间信号传递作用。上述机制可在老化发展过程中发挥重要调控作用。去分化脂肪细胞（DA）皮下接种可显著延缓小鼠皮肤光老化，但其具体作用机制尚未阐明。我们前期工作发现DA培养上清液中有miR-24富集，通过生物信息学预测其作用靶点是细胞老化相关基因p16及多个细胞生长阻滞基因如ING5、GAS7和BCL2L11等。上述研究提示DA可能通过分泌型miR-24缓解老化皮肤成纤维细胞的生长周期阻滞。为证实上述研究假说，本课题拟通过DA-皮肤成纤维细胞非接触式共培养体系及动物实验评价DA能否通过分泌型miR-24调控皮肤老化成纤维细胞生长进而影响老化进程，并使用荧光素酶报告载体法等技术手段探讨分泌型miR-24介导DA和皮肤成纤维细胞之间相互作用的分子机制。本课题的实施可为拓展非编码RNA及细胞接种治疗皮肤老化策略提供新的实验依据。

背景：光老化是外源性老化的主要原因，去分化脂肪细胞（dedifferentiated adipocytes, DA已被证实参与了多种组织修复过程，然而目前缺乏DA抗皮肤老化的相关研究，故本研究在细胞、动物水平研究DA及其培养上清液（conditioned medium of DA, DA-CM）的抗光老化作用。研究内容：将成熟脂肪细胞经天花板培养技术培养2周后，通过诱导分化及流式细胞仪测定细胞表面分子标记的方法研究DA的细胞特性，ELISA测定其上清中多种细胞因子浓度。将PKH26荧光标记后的DA皮下注射于裸鼠皮肤，4周、8周皮肤取材荧光显微镜观测DA定植情况；将未标记的DA同样皮下注射于裸鼠皮肤后4周、8周取材，观察DA对裸鼠真皮的组织病理学影响。采用反复慢性UVB照射的方法诱导皮肤光老化小鼠模型，将DA上清液收集浓缩10倍后，注射于光老化小鼠皮下，分别于4周、8周取材行组织病理学及免疫组化检测Ⅰ、Ⅲ型胶原及金属基质蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）-1、-3的表达。连续5天UVB照射的方法诱导人真皮成纤维细胞（human dermal fibroblast，HDF）应激诱导的提前衰老（stress-induced premature senescence，SIPS），过程中加入DA-CM处理，经EdU染色及CCK-8法检测各组细胞的增殖情况，经β-半乳糖苷酶染色检测细胞老化情况。采用ELISA法检测单次30mJ/cm2 UVB照射后DA-CM对HDF分泌Ⅰ型、Ⅲ型胶原以及MMP-1、MMP-3水平的影响，并加入转化生长因子-β 1（transforming growth factor-β 1，TGF-β1）中和抗体观测DA-CM中TGF-β1的作用。结果：（1）DA具有干细胞样特性，可分泌多种细胞因子，皮下注射后定植于脂肪层，促进真皮内胶原合成；（2）DA-CM浓缩液皮下注射后可改善小鼠皮肤光老化，4周至8周可见小鼠真皮增厚，胶原含量增多，Ⅰ型、Ⅲ型胶原表达增多，而MMP-1、MMP-3的表达改变不明显；（3）DA-CM可延缓成纤维细胞UVB-SIPS及胶原降解过程，其中TGF-β1发挥重要作用。结论：去分化脂肪细胞上清液在细胞、动物水平具有缓解光老化、促进胶原合成的作用，其中TGF-β1具有重要意义。