生物通报道  近日来自中国科学院动物所的研究人员证实真皮来源的干细胞在环境改变的情况下将发生细胞衰老（cellular senescence）现象，并且这种现象最终将导致真皮干细胞自我更新能力的丧失。不同年龄的真皮干细胞对这种细胞衰老的过程具有不同的抵抗能力。这一研究成果发布在8月出版的《Aging Cell》杂志上。

领导这一研究的中科院动物研究所胚胎生物学研究组组长、“973”项目首席科学家段恩奎研究员。其重要研究方向是胚胎植入和成体干细胞的增殖调控和诱导分化，迄今发表SCI论文70多篇，独立申请皮肤干细胞新方法方面专利2项，在干细胞领域主流刊物发表封面论文3篇。论文共同第一作者是助理研究员刘爽博士和博士生刘恕。该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项与国家“发育与生殖研究”重大科学研究计划等基金的资助。

成体皮肤干细胞的研究对于治疗烧伤、糖尿病引起的皮肤溃疡、皮肤衰老以及构建人类组织工程皮肤都具有重要意义。目前，应用皮肤干细胞进行组织工程学皮肤构建以及皮肤疾病的治疗尚处于初始阶段，但与此同时，临床对于成体皮肤干细胞应用的需求却十分迫切。不同种类的皮肤干细胞在体外的自我更新以及分化能力的提高是目前急需解决的关键科学问题。

在新文章中，段恩奎课题组研究人员通过一系列实验证实真皮干细胞的衰老与PI3K-Akt信号通路具有密切的关系：应用LY294002及 Akt inhibitor VIII抑制该信号通路，能够迅速促使真皮干细胞进入细胞衰老状态；与之相反，加入PDGF-AA以及bpv(pic)激活该通路则能够有效地抑制真皮干细胞的衰老，促进其自我更新，并且不会影响该细胞的分化能力。

该研究不仅为探索人类皮肤衰老的细胞分子机制奠定了基础，并且为今后应用成体皮肤干细胞进行组织工程皮肤的构建以及应用再生医学与转化医学进行皮肤相关疾病的治疗提供了理论依据与技术支持。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

The PI3K-Akt pathway inhibits senescence and promotes self-renewal of human skin-derived precursors in vitro

Skin-derived precursors (SKPs) are embryonic neural crest- or somite-derived multipotent progenitor cells with properties of dermal stem cells. Although a large number of studies deal with their differentiation ability and potential applications in tissue damage repair, only a few studies have concentrated on the regulation of SKP self-renewal. Here, we found that after separation from their physiological microenvironment, human foreskin-derived SKPs (hSKPs) quickly senesced and lost their self-renewal ability. We observed a sharp decrease in Akt activity during this process, suggesting a possible role of the PI3K-Akt pathway in hSKP maintenance in vitro. Blocking this pathway with several inhibitors inhibited hSKP proliferation and sphere formation and increased hSKP senescence. In contrast, activating this pathway with PDGF-AA and a PTEN inhibitor, bpV(pic), promoted proliferation, improved sphere formation, and alleviated senescence of hSKPs, without altering their differentiation potential. Data also implied that this effect was associated with altered actions of FoxO3 and GSK-3β. Our results suggest an important role of the PI3K-Akt pathway in the senescence and self-renewal of hSKPs. These findings also provide a better understanding of the cellular mechanisms underlying hSKP self-renewal and stem cell senescence to allow more efficient expansion of hSKPs for regenerative medical applications.

作者简介：

段恩奎

男，1956年6月出生于陕西省宝鸡市，博士，研究员，博士生导师；中国科学院动物研究所党委书记、副所长，胚胎生物学研究组组长。
　　
中国科学院****入选者、新世纪百千万人才工程国家级人选、“973”项目首席科学家，科技部发育与生殖重大研究计划第一届专家组副组长、第二届专家组召集人。1995年和1998年分别赴澳大利亚和美国进行合作研究。现任、《Current Zoology》和《生命科学》杂志编委。主要研究方向是胚胎植入和成体干细胞的增殖调控和诱导分化。领导的团队揭示了水通道蛋白基因3（AQP3）对精子在雌性生殖道中渗透压调节的新现象（Cell Res,2010），发现趋化因子CXCL14在小鼠胚胎植入和人滋养层细胞侵入中一种新的调节机制（Endocrinology，JCP，2009），成功分离了小鼠和人皮肤来源干细胞（Human Reprod，2004，2006），并诱导其向胰岛素分泌细胞（Cell Prolif，2009）和骨骼肌细胞分化（Stem Cells Dev，2010），与美、日科学家合作，发现体外激活卵泡能产生成熟卵子（PNAS，2010）,与美国科学家合作，发现整合的化学和机械信号能够调节多能性人胚胎干细胞功能（JCB，2010），针对TGF-B超家族受体的一种化学抑制剂可诱导人类ES和iPS细胞向神经细胞高效转化（Stem Cells，2010），mTOR支持人ES细胞长期自我更新并抑制中胚层和内胚层转录活性（PNAS，2009）。先后发表SCI论文70多篇，独立申请皮肤干细胞新方法方面专利2项，在干细胞领域主流刊物发表3篇封面论文（Mol. Hum. Reprod. 2002; Hum. Reprod. 2004；Biol Reprod. 2005），其中Mol.Hum. Reprod. 2002,8(7)的论文已经被引51次。作为主要完成人，2000年荣获辽宁省科技进步二等奖，2001年被评为中国科学院“****”优秀入选者，2004年被评为国家重点实验室先进个人，2006年被评为全国人口与计划生育科技工作先进个人，2007年获得上海市科技进步二等奖，享受国务院“政府特殊津贴”。
 
 
研究领域：
主要从事胚胎植入分子机理和干细胞生物学研究，目前正在以基因敲除鼠为模型开展胚胎植入和胚胎发育机制的相关研究，以及诱导成体干细胞向胰岛素分泌细胞分化及其机制的研究。 
 
获奖及荣誉：
1992年  “陕西科协新秀”荣誉称号  陕西省科协
1993年   国务院政府特殊津贴   国务院
1995年  “优秀中青年留学人员”  国家教委
1998年   中科院“****”   中国科学院
2000年   辽宁省“科技进步二等奖”（主要完成人）    辽宁省人民政府
2001年   中科院“****”优秀入选者    中国科学院
2004年  “国家重点实验室先进个人”、  科技部
2004年  “百千万人才工程国家级人选”     中组部、人事部等六部委
2006年  “全国人口与计划生育科技工作先进个人”     国家人口计生委
2007年   上海市科技进步二等奖（主要完成人） 上海市人民政府
 
承担科研项目情况：
国家重大科学研究计划（2007-2011），卵泡发育的分子调控－干细胞向卵母细胞和胰岛素分泌细胞分化的基础研究，2007CB947401
国家重点基础研究发展计划，（2011-2015），（微）重力影响组织发生和重建的基础研究，2011CB710905
院方向性项目（2010-2011），皮肤来源干细胞（前体细胞）培养新体系的建立和调控机制的研究，KSCS2-YW-R-228
国家自然基金面上项目（2009-2012），人类皮肤来源前体细胞向功能性胰岛素分泌细胞诱导分化研究，30971671

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