大小鼠抓力测试仪 | 色酮提取物POG通过恢复衰老的肌腱干细胞/祖细胞的活力

为了寻找能够恢复与年龄相关的肌腱愈合能力下降的特定小分子，研究者采用了DLEPS来预测针对干细胞特性的小分子。研究者选择两个得分中排名靠前的候选分子的交集进行测试---POG（图1a-e）。

为了确定POG是否能挽救rTSPCs的表型特征，研究者首先采用了复制性细胞衰老模型。结果表明POG有助于在长期传代过程中维持rTSPCs的干细胞特性（图1i），POG处理改善了多个衰老标志（图1j-l），GSEA进一步证实了在延缓衰老方面的深远影响（图1m），持续接触POG有助于在长期传代后维持rTSPCs的肌腱分化潜力（图1n-q）。

总的来说，这些发现表明，在体外长期传代期间使用POG维持了干细胞特性和抑制衰老，挽救了rTSPCs的内在肌腱分化潜力。

鉴于POG对体外复制性衰老模型的rTSPCs有益的治疗效应，研究者接下来研究POG处理是否可以直接挽救体内自然衰老引起的rTSPCs的受损生物功能。研究者发现DLEPS筛选系统能够有效且精确地识别一种小分子化合物POG，它维持rTSPCs的干细胞特性并抑制衰老（图2a-i），POG系统给药改善老年大鼠内源性rTSPC功能和自我修复能力的潜力（图2j-n），POG-nps挽救了老年rTSPCs的功能，再现了POG的抗衰老效应（图3a-f），局部给药纳米颗粒对老年大鼠小范围肌腱修复有效果（图3g-m）。

POG的系统给药和POG纳米颗粒的局部给药都通过增强rTSPCs的干细胞特性、恢复衰老表型以及同时抑制脂滴沉积和炎症进展，有效地增强了老年大鼠肌腱部分切断的愈合能力。

为了探索POG如何阻止老年rTSPCs的衰老，研究者首先进行了RNA测序，分析表明，与衰老相关的基因和几条衰老相关信号通路有所减少，多种有益的生物过程显示出上升趋势，这表明POG处理的老年rTSPCs功能恢复（图4a-d）。NF-κB可以被促炎细胞因子如TNF-α和IL-17在炎症性疾病和组织损伤中激活。实验表明，POG大大挽救了由持续TNF-α刺激引起的受损CFU-F形成能力（图4e-g）。值得注意的是，TNF-α刺激诱导了明显的细胞衰老，这被POG处理显著抑制（图4h-j）。

鉴于抑制mTOR通路可以延长寿命，以及其在成体干细胞衰老中的作用，研究者探究POG是否也通过抑制mTOR的激活来抑制rTSPCs的衰老。研究者使用LysoTracker可视化溶酶体运输，并发现衰老细胞通常无法有效地消除异常蛋，POG处理后恢复到正常水平，且改善衰老细胞中溶酶体的状况（图5a-e）；POG在老年rTSPCs中诱导自噬流, p62蛋白可以靶向自噬体并促进泛素化蛋白的清除（图5f-g）。这些发现表明自噬诱导确实是POG对衰老rTSPCs功能治疗效果的必要条件（图5h-n）。

鉴于POG对干细胞特性增强的有益效果，研究者接下来研究了POG是否能够干预人类TSPCs（hTSPCs）的衰老表型。研究者收集了大约50岁中年患者的健康肌腱，分离出hTSPCs作为实验模型（图6a）。POG处理增强了老年hTSPCs的肌腱分化潜力，表明衰老hTSPCs的功能恢复（图6b-l）。接下来，研究者发现POG处理能抑制mTOR并促进衰老hTSPCs的自噬活性（图6m-n）。这些发现进一步表明，POG对衰老TSPCs的效果依赖于同时抑制NF-κB和mTOR以及诱导自噬。

POG的给药可以在体外和体内恢复老年TSPC的功能，从而创造一个相对促再生的环境。为了进一步优化支架的配方，以更好地连接断裂的两端，招募内源性TSPCs进行肌腱再生，研究者制造了一个具有层次结构和各向异性的聚乳酸-羟基乙酸共聚物/胶原（PLGA/COL）支架（图7a-e）。磁共振成像（MRI）结果突出了POG在减少炎症中的积极调节作用。

为了深入了解POG治疗如何挽救内源性肌腱再生能力，研究者进行了组织学分析。结果揭示了18M + POG产生了胶原基质，密度更大且排列更平行，有更多的对齐和更粗的胶原纤维（图7i-j）。