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逆转时光、延缓衰老的秘密武器——干细胞

发布时间:2024-03-04    来源:山东省大健康产研院

干细胞是维持人体动态平衡的种子细胞。机体通过干细胞增殖和分化实现细胞更新。随着年龄的增长,人体中各个组织器官的干细胞数量逐渐减少,干细胞的增殖分化能力下降,使受损的组织和器官得不到及时地修复和再生,直接导致人体衰老和疾病的发生[1]

衰老及其特征

人体各器官的衰老时间比预想中要早得多,在我们步入老年之前,大部分器官早已开始衰老,尤其是大脑、肺等器官。

◆衰老的分类

衰老可以分成两大类,一类是维持生命正常运转的程序性衰老,即为了正确建立细胞数量,维持人体机能而设计的保护机制。另一类是损伤诱导性衰老,即药品、手术、慢性炎症、毒素、不良生活习惯等对身体造成的损害的集合。简而言之:细胞的受损大于细胞再生的能力,人就逐渐走向衰老[2]

◆衰老的特征

衰老的特点是生理完整性的渐进性丧失,从而导致器官功能损伤,增加死亡的风险。López-Otín C等人于2013年在《Cell》上发表文章,提出衰老的九大标志[3],并于2023年在《Cell》再次发文,将衰老的标志增加至十二个,即基因组不稳定、端粒损耗、表观遗传改变、蛋白质稳态丧失、大自噬失能、营养感应失调、线粒体功能障碍、细胞衰老、干细胞耗竭、细胞间通讯改变、慢性炎症和生态失调[4]

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衰老的特征[4]

◆衰老与干细胞耗竭

在以高度更新和易受伤害为特征的皮肤表皮中,存在多个干细胞壁龛,特别是与毛囊相关的干细胞壁龛,每个壁龛都会更新修复,一旦受伤,多个细胞可以获得干细胞特性并更新边界。然而,其他器官,如肝脏、肺或胰腺,在正常情况下表现出相当低的更新率,这与不同细胞类型获得的干细胞特性(包括增殖和多能性)形成鲜明对比[4]

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衰老与干细胞耗竭[4]

干细胞抗衰老

干细胞具有多向分化潜能、无限增殖性、归巢性。正常状态下,干细胞处于休眠状态,但在机体损伤或衰老等条件刺激下,干细胞被损伤因子激活,自行归巢至机体内炎症及创伤部位,并开始增殖,一旦身体需要,干细胞可按照发育途径分化出不同功能的细胞,如神经细胞、心肌细胞、肌肉细胞、肝脏细胞等,从而起到维持人体细胞代谢平衡的作用,有助于机体修复再生和延缓衰老。

《干细胞抗衰老技术规范化指南》中对干细胞抗衰老的定义为:应用人体来源或异体来源的干细胞,经过体外处理后局部注射到人体特定部位或者静脉注射到人体,通过干细胞增殖、多向分化、组织修复和免疫调节的特性,用于改善皮肤质地,或者改善精神状态,提高自体组织器官的修复能力、减缓衰老进程,从而达到抗衰老目的[1]

◆干细胞抗衰老的依据

成体干细胞是胚胎发育的残余物,其特征是发育途径的相关细胞标志表达升高和表观遗传可塑性水平提高[5]。Chamberlain等人在《Stem Cell》杂志上的撰文指出:成体干细胞对人体自我修复和组织再生至关重要,成体干细胞的减少是人体衰老的主要原因[6]

《中国衰老与抗衰老专家共识(2019年)》指出:成体干细胞的衰老乃至耗竭是组织器官衰老和老年性疾病的重要诱因,通过输注细胞或活性因子,有可能减轻衰老的危害,改善中老年人健康,是一类科学抗衰老的策略[7]

《间充质干细胞在整形美容领域的应用》提到:随着组织干细胞的老化与流失,可能导致许多衰老相关疾病,补充外源性干细胞是抗衰老的有效方法[8]

《延缓衰老药物干预研究中国老年医学专家共识(2024)》提到抗衰老的药物主要涉及一类药物、二类药物、干细胞治疗以及中医中药[9]

◆干细胞抗衰老的效果

研究人员把年轻的干细胞靠近早衰的细胞,早衰细胞得到明显改善,将年轻老鼠的干细胞注入到早衰症病鼠体内,这些患有早衰症的老鼠的寿命得以延长,而且还会长得同健康老鼠一样强壮[10]。2017年,30名平均年龄75岁的老年人接受了间充质干细胞输注,结果发现,治疗组的身体机能指标和炎性生物标志物均有显著改善,这都是衰老的重要指征[11]。我国科研人员2020年发表的一篇报道显示,一名28岁的卵巢早衰患者,于2019年7月及8月分别进行脐带间充质干细胞应用1次,于2019年12月进行促排卵后,成功妊娠[12]

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间质干细胞输注改善炎症指标[11]

随着干细胞相关研究的深入,寻找干细胞衰老的新机制,继续深入探索干细胞衰老与机体衰老的内在联系,将为逆转干细胞衰老和机体抗衰老过程提供新思路和新希望。


参考文献:

[1] 中国整形美容协会抗衰老分会.干细胞抗衰老技术规范化指南[J].中华老年病研究电子杂志, 2016(2).

[2]Dodig S, Čepelak I, Pavić I. Hallmarks of senescence and aging. Biochem Med (Zagreb). 2019 Oct 15;29(3):030501.

[3]López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1194-217.

[4]López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. Hallmarks of aging: An expanding universe. Cell. 2023 Jan 19;186(2):243-278.

[5]郑博文,陆正闵,范培艳等.干细胞防治衰老的研究进展[J].皮肤病与性病,2023,45(04):246-248.

[6]Chamberlain G, Fox J. Ashton B, et al. Concise review; mesenchymal stemcells: their phenotype, differentiation capacity, immunological featuresand potential for homing[J]. Stem Cells, 2007: 25(11): 2739 -49.

[7]中国老年学和老年医学学会抗衰老分会.中国衰老与抗衰老专家共识(2019年)[J].[2023-06-30].

[8] 李竹君, 王晨羽, 龙笑. 间充质干细胞在整形美容领域的应用[J]. 协和医学杂志, 2022, 13(3):7.

[9]中华医学会老年医学分会.延缓衰老药物干预研究中国老年医学专家共识(2024)[J]中华老年医学杂志.

[10]Xu M, Pirtskhalava T, Farr JN, et al. Senolytics improve physical function and increase lifespan in old age. Nat Med. 2018 Aug;24(8):1246-1256.

[11]Tompkins BA, DiFede DL, Khan A, et al. Allogeneic Mesenchymal Stem Cells Ameliorate Aging Frailty: A Phase II Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Clinical Trial. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2017 Oct 12;72(11):1513-1522.

[12]赵考考,孙秀芹.人脐带间充质干细胞联合体外受精胚胎移植治疗卵巢早衰成功妊娠一例[J].中国优生与遗传杂志,2020,28(06):770-772.