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生物鐘作為機體的的生物計時系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將哺乳動物的生理和行為周期與外界的晝夜節(jié)律同步，從而維持機體穩(wěn)態(tài)。干細(xì)胞老化是機體衰老和退行性疾病的重要標(biāo)志。

近年來的研究表明，生物鐘與衰老過程密切相關(guān)。但是，衰老是如何影響生物鐘？核心節(jié)律蛋白又是如何調(diào)節(jié)衰老過程？這些問題仍尚不明確。

2020年7月31日，中國科學(xué)院動物研究所和中國科學(xué)院北京基因組研究所的團隊在 《Cell Research 》在線發(fā)表題為 Stabilization of heterochromatin by CLOCK promotes stem cell rejuvenation and cartilage regeneration 的研究論文。研究發(fā)現(xiàn)，核心節(jié)律蛋白 CLOCK 可延緩干細(xì)胞衰老并促進關(guān)節(jié)軟骨再生。

 

DOI: 10.1038 / s41422-020-0385-7

CLOCK是哺乳動物生物鐘的核心組成成分，可調(diào)節(jié)生物鐘相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。CLOCK單核苷酸多態(tài)性與肥胖、糖尿病、阿爾茨海默病等有關(guān)。既往研究表明，CLOCK敲除小鼠壽命縮短，并伴有白內(nèi)障、皮炎等衰老相關(guān)疾病的發(fā)生。然而，CLOCK調(diào)節(jié)衰老的具體分子機制和靶點尚不明確。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在老化的人類間充質(zhì)干細(xì)胞（hMSC）中，CLOCK的表達(dá)降低，提示CLOCK可能參與調(diào)節(jié)hMSC衰老過程。此外， CLOCK缺陷的hMSC中晝夜節(jié)律激活受損，并出現(xiàn)加速衰老的表型；將CLOCK重新回輸?shù)紺LOCK缺陷的 hMSC中，可以恢復(fù)其晝夜節(jié)律異常，逆轉(zhuǎn)hMSC衰老。

 

CLOCK缺陷的hMSCs呈現(xiàn)出加速衰老的表型

隨后，研究人員利用HEK293T細(xì)胞研究CLOCK缺失加速hMSC衰老的分子機制。有趣的是，在CLOCK蛋白復(fù)合物中發(fā)現(xiàn)了異染色質(zhì)相關(guān)蛋白KAP1。免疫共沉淀實驗證實了HEK293T細(xì)胞和hMSCs中CLOCK與異染色質(zhì)相關(guān)蛋白之間存在相互作用。近一步的研究表明，CLOCK是hMSC的異染色質(zhì)穩(wěn)定劑，通過與核膜和異染色質(zhì)相互作用來調(diào)節(jié)hMSC的衰老。

 

CLOCK與核纖層蛋白和異染色質(zhì)相關(guān)蛋白KAP1形成復(fù)合物

后，研究人員發(fā)現(xiàn)，在老齡化小鼠關(guān)節(jié)中CLOCK表達(dá)降低。將編碼CLOCK的慢病毒注射到小鼠的膝關(guān)節(jié)腔中，可降低膝關(guān)節(jié)中衰老細(xì)胞的比例，緩解與衰老相關(guān)的關(guān)節(jié)炎癥并刺激軟骨發(fā)育，終改善運動能力。

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來源：生物探索

胎牛血清，是由胎牛血漿去除纖維蛋白而形成的一種很復(fù)雜的混合物，含有各種血漿蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生長因子、激素、無機物等，其組成成份大部分已知，但還有一部分尚不清楚，這些物質(zhì)對促進細(xì)胞生長或抑制生長活性是達(dá)到生理平衡的。其中不含細(xì)胞、纖維蛋白和凝血因子。

 

胎牛血清 在細(xì)胞培養(yǎng)中的作用：

1. 提供對維持細(xì)胞指數(shù)生長的激素，基礎(chǔ)培養(yǎng)基中沒有或量很少的營養(yǎng)物，以及主要的低分子營養(yǎng)物。

2. 提供結(jié)合蛋白，能識別維生素、脂類、金屬和其他激素等，能結(jié)合或調(diào)節(jié)它們所結(jié)合的物質(zhì)活力。

3. 有些情況下結(jié)合蛋白質(zhì)能與有毒金屬和熱原質(zhì)結(jié)合，起到解毒作用。

4. 是細(xì)胞貼壁、鋪展在塑料培養(yǎng)基質(zhì)上所需因子來源。

5. 起酸堿度緩沖液作用。

6. 提供蛋白酶抑制劑，使在細(xì)胞傳代時使剩余胰蛋白酶失活，保護細(xì)胞不受傷害。

7. 參與細(xì)胞凍存。

在細(xì)胞培養(yǎng)中，胎牛血清加入基礎(chǔ)培養(yǎng)基的濃度大多為5%～20%（常見為10%）的。具體到不同試驗，應(yīng)依據(jù)文獻報導(dǎo)，或細(xì)胞類型或基礎(chǔ)培養(yǎng)基的成分來確定濃度。

胎牛血清應(yīng)在-20℃儲存，運輸應(yīng)干冰冷鏈運輸，避免反復(fù)凍融，確保血清中因子活性不受影響，保證血清優(yōu)良品質(zhì)。