中科西部干细胞研究院:人类寿命极限在120-150岁之间!干细胞让衰老慢下来 !

2021-07-07 01:05:24 105



近年来,干细胞抗衰老的研究吸引了全球的目光,1999年美国Science杂志将干细胞的研究成果列在十大科学进展之首[1],历经20年的深入研究,干细胞研究已经涉及到了延缓衰老和衰老相关疾病的方方面面。2019年科技日报上的一篇名为《想活120岁?干细胞技术可帮你圆梦》的文章,更是让人们对干细胞与抗衰老感兴趣。那么,今天我们就一起来看看,干细胞是如何帮助人们抗衰老?它又是在哪些领域帮助人们对抗衰老相关的疾病。


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01干细胞与抗衰老人体内干细胞具有自我更新和多向分化能力,当机体衰老或受损后,不同来源的干细胞可通过增殖与分化补充新细胞,促进组织修复与再生。但随着年龄增长,以及遗传与环境等因素的影响,导致干细胞数量、效力、干性和功能逐渐下降,干细胞的再生潜能受到抑制,无法实现细胞更新,进而造成皮肤、肌肉、大脑和心脏等组织的功能紊乱,加剧衰老和缩短寿命[2]。干细胞移植是维持机体组织退化和延缓衰老的有效措施,以间充质干细胞(MSCs)为例,它能够向损伤区迁移,并自发分化为所需的细胞进行组织再生,而且分泌多种细胞因子和可溶性因子以及激活信号通路,发挥和免疫调节作用。


在一项非随机、剂量递增的临床研究中,衰弱患者单次静脉输注间充质干细胞后表现为安全且免疫耐受,步态功能和免疫状态得到显著改善[3]。研究发现,干细胞通过动态释放外泌体来促进局部和系统的细胞间通信。外泌体包含miRNA、蛋白质、脂质、转录因子、细胞因子和生长因子等分子。间充质干细胞来源的外泌体miRNA已广泛用于衰老相关疾病,比如皮肤老化、骨骼修复、二型糖尿病和心血管疾病等[4]。还有研究发现,衰老的速度实质上是由下丘脑神经干细胞(htNSCs)通过释放外泌体控制的。下丘脑神经干细胞产生多种外泌体miRNA分布于脑脊液中,随着衰老进程,这些miRNA含量下降。重要的是,对中年小鼠局部植入健康的下丘脑神经干细胞外泌体,可以延迟老化和延长寿命[5]。02干细胞修复老化的皮肤皮肤长期受到紫外线辐射造成过早老化,称为光老化,特征是失去弹性,产生皱纹。研究发现脂肪干细胞条件培养基可以保护人皮肤成纤维细胞免受氧化应激,同时上调TGF-b和I型前胶原蛋白表达,促进胶原合成,增强皮肤弹性,缓解皱纹[6]。图片来自于文献6图片来自文献8


临床研究上,体外扩增的脂肪干细胞注入20名光老化患者的面部皮肤中,几个月后在表皮下区域观察到木豆聚糖和蜕膜蛋白重新形成,-表皮交界处的乳头状结构重构,深层的受损弹性组织被正常的弹性纤维网络所取代,同时M2巨噬细胞膨胀扩大,清除有害的病理沉积物,可见脂肪干细胞足以引起光老化皮肤的结构完全再生[8]。03干细胞女性生殖衰老卵巢早衰(POF)或过早卵巢功能不全(POI),也就是过早绝经,是导致女性不育不孕的重要原因之一,特征是低雌激素,高促性腺激素,闭经和绝经前综合征。目前,激素替代疗法是延缓卵巢衰老的主要方法,然而此疗法会增加患乳腺癌、子宫内膜癌和卵巢癌的风险。如今干细胞疗法已被提出,并在一些临床研究中表现出有效性。图片来自文献12


研究人员在阴道超声引导下,通过原位注射的方式将间充质干细胞移植到61例原发性卵巢功能不全患者的卵巢中,随后监测其副作用、生命体征和临床变化。发现所有患者临床行为正常,无严重不良反应及相关并发症;闭经时间较短(<1年)的POI患者在干细胞后更容易获得成熟的卵泡,卵巢条件较好的患者(术前有腔卵泡)通过间充质干细胞注射获得更好的结果。且4例POI患者在间充质干细胞移植后成功分娩,婴儿发育正常[12]。04干细胞大脑衰老相关疾病大脑老化或衰弱会导致中枢神经系统受损,运动与认知能力下降。近年来干细胞表现出年龄相关大脑衰退疾病的潜力。研究发现间充质干细胞通过促进神经发生、神经分化以及抑制炎症等机制发挥神经保护作用,同时减少β淀粉状斑块沉积和增强神经元突触稳定性,改善认知功能[13]。


研究人员通过给d-半乳糖诱导的衰老小鼠腹腔注入人脐带来源的间充质干细胞,3个月后,老年小鼠海马的树突棘密度、突触后密度和神经发生增加,海马CA1区突触可塑性增强,并且学习和记忆功能得到改善。该研究证明脐带间充质干细胞具有调节大脑老化的能力,对认知老化可能具有潜在的作用[14]。图片来自文献13


2017年Nature Cell公司开发了一种自体脂肪干细胞疗法称为ASTROSTEM,通过静脉注射干细胞10次(1亿细胞/次)的方式来改善血管重建、软骨及神经细胞再生,达到阿尔茨海默症(AD)的目的。此干细胞疗法在美国地区被批准进行I/II期临床研究[15],并于2018年在日本获批,用于轻度至中度AD患者。此外,间充质干细胞外泌体具有促进、调节免疫功能、促进神经细胞轴突生长等多重效应,改善神经功能。有研究表明间充质干细胞外泌体在AD动物模型中具有效果,并能改善模型动物的运动协调能力和空间记忆能力[16],因此干细胞外泌体有望应用于临床大脑老化疾病的。