科普| 从文献角度看间充质干细胞与抗衰老的那些事儿


文章来源:博雅干细胞

内容来源:成都中医药大学 烹鱼堰




       最近,“零食吃对了有助于延长寿命”的话题在微博上受到广泛讨论。《美国心脏协会杂志》的研究显示,晚餐后的最佳零食是奶或者奶制品,有助于调节身体新陈代谢,降低心血管疾病及癌症的死亡风险



       自古以来,“青春永驻,长命百岁”无疑是世间人人都想拥有的超能力。历史上有一位家喻户晓的传奇人物“秦始皇”,他因统一六国,成为我国历史上第一位皇帝而被众人所知。怎料,其后期追求长生不老的故事也被代代相传。






       衰老,是我们人生中最大的敌人,面对衰老,很多人已未雨绸缪。身边一位25岁的妙龄女性朋友已经开始了全方位抗衰老征程,从祛皱眼霜、紧致精华到抗衰老瑜伽统统已安排上。今天我们从细胞科技的角度来看看针对抗衰老的现代医学新趋势。


快看,衰老是否盯上你?






       美国老年学家Hayflick提出的著名“遗传程序学说”认为每一种生物的遗传基因中已将“生、长、壮、老、已”5个程序安排好,当生命迈过成熟期后便会进入正常的生理性退化过程[1]。简单来说,衰老就是随着时间的推移,生物生理结构和机能出现的正常的、迟发的退化过程。




       警!!!不要觉得衰老离我们很遥远,其实它已经悄悄找上你了!







       来,跟着我做,教你3步识别衰老:




       ①端出你那蒲扇大的镜子;




       ②用你那400百万像素和4.0视力的水汪汪的眼睛对着镜子里那张俊俏的脸蛋;




       ③拿出你发工资时核对金额的气势扫视你的脸。如若你发现在某一旮旯有一条甚至几条格外刺眼的纹路,那么恭喜你,衰老已经开始来拜访你了。







       正如上述所言,衰老可以体现为外在形态的变化,如头发变白,皮肤弹性减低,面部出现皱纹、老年斑,牙齿松动脱落,耳聋眼花,变矮驼背等;也可表现为生理功能的减退,如消化系统:唾液分泌减少,胃肠粘膜变薄萎缩。




       其中最常见的疾病为老年性便秘;心血管系统:心肌细胞萎缩,心瓣膜增厚、弹性降低,血管硬化,代表疾病有冠心病和高血压;以及感官功能减退,包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、皮肤感知觉的减退等。


间充质干细胞为何能与抗衰老联系起来?




       “间充质干细胞”(MSCs)再生医学界的宠儿,它是一种具有自我复制能力和多向分化潜能的干细胞,也就是说它能够由1变多,并且能够变化成其他组织的种子细胞。目前,间充质干细胞可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织,因此能被用于由衰老或其他病变引起的疾病或组织损伤[2]。







       在研究中,通常利用干细胞的分化能力、旁分泌效应等机制来发挥抗衰老的作用。另外,衰老常常意味着成体干细胞的减少,干细胞功能的失衡,如果通过干细胞移植的手段重新恢复成体干细胞的活力,这或是抵抗衰老研究常用的手段。




       近年来,间充质干细胞在衰老相关性疾病的治疗研究中取得了许多研究成果,这些疾病包括肿瘤、2型糖尿病、心血管疾病和神经退化性疾病等。




间充质干细胞与衰老相关性疾病的治疗研究




       近年来,干细胞治疗老年神经退行性病变受到关注。北京市卫健委正式印发的《首都卫生发展科研专项2022年申请指南》也鼓励干细胞在老年神经退行性病变中的应用。当前,全球多个干细胞治疗老年神经退行性疾病的研究正在开展中,不断为干细胞治疗衰老相关性疾病的研究发展带了新的临床佐证。










       从老年神经退行性病变到心血管疾病,间充质干细胞均显示巨大的治疗潜力。




       今年9月,有研究[3]发现其中CD73+AD-MSCs具有更高的旁分泌活动,能够更好地促进血管生成,对心肌梗死具有明显的治疗效果。其研究结果如下:




       (1)与未治疗心肌梗死组相比,MSCs移植组心肌梗死大鼠的左心室射血分数和左心室舒张末容积显著升高,且MSCs组效果更好。





图片来自文献[3]




       (2)心肌梗死后第4周,MSCs移植组大鼠新生血管密度均高于未治疗心肌梗死组,且MSCs移植组表达最高,表明其更能促进心肌血管的生成。



图片来自文献[3]


       MSCs治疗心肌梗死不仅在大鼠模型身上取得了成功,在临床心肌梗死患者身上同样获得了胜利。2015年,有研究[4]考察了MSCs治疗急性心肌梗死患者的有效性和安全性。







       该研究选取了中国11家医院共160名ST段抬高性心肌梗死患者,这160名患者随机分到MSCs移植治疗组和安慰剂治疗组。




       研究结果显示:(1)治疗前,两组心肌总梗死面积相似,治疗4个月后两组心肌灌注均有所增加,但MSCs组99mTc-MIBI信号强度明显高于安慰剂组。





图片来源于[4]




      (2)MSCs治疗组患者治疗18个月后,其左心射血分数增加7.8±0.9,显著高于安慰剂组2.8±1.2,此外,MSCs组的左心室收缩期末和左心室舒张末期容量绝对值下降明显大于安慰剂组。





图片来源于[4]




       因此,MSCs能够有效治疗心肌梗死,改善其心肌活力和心脏功能。



       不仅如此,MSCs已用于多个学科领域,如修复皮肤衰老:




       研究人员[5]总结出MSCs可以通过激活HDF增殖、合成胶原蛋白、抗氧化应激、减少MMPs等途径对紫外线诱导的皮肤老化起到较好的保护以及修复作用。







       长时间或多次暴露在紫外线下会破坏皮肤角质层,降低其保护能力,导致水分的流失,此外,还会改变皮肤原本结构,减少胶原蛋白的合成,诱导皱纹的产生。




       研究发现,通过局部注射自体MSCs可以促进新的胶原蛋白的合成,有效减少皱纹的产生[6]。MSCs具有多向分化功能和分泌功能,能够分泌VEGF、HGF、IL-6、IGF和PEDF等多种因子,而这些因子都有激活皮肤成纤维细胞的功能,进而促进胶原蛋白的分泌。





MSCs修复皮肤机制:图片来源于[5]





总结




       从科学文献的角度我们可以看到,间充质干细胞在对抗衰老相关疾病时拥有着很大的潜力,除了上述的心血管疾病和皮肤损伤之外,还在骨科疾病(脊髓损伤、股骨头坏死、椎间盘退化等)、糖尿病、干眼症等多个领域取得了不错的战绩[6-8]。同时,时间充质干细胞及其衍生物在皮肤抗衰领域的研究也取得了长足的进展。




       间充质干细胞是目前干细胞大家族中运用最多、应用最为广泛的一种干细胞,让我们一起探索它的更多魔法吧!


参考文献


[1]陈霞. 衰老机制的中西医研究进展及延缓衰老的途径[D].南京中医药大学,2011.https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.


[2]张琳琳,毕春升,陈发明,金岩.间充质干细胞衰老的研究进展[J].牙体牙髓牙周病学杂志,2014,24(12):734-737.https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.


[3]Li Qiong,Hou Huifang,Li Meng,Yu Xia,Zuo Hongbo,Gao Jianhui,Zhang Min,Li Zongjin,Guo Zhikun. CD73+ Mesenchymal Stem Cells Ameliorate Myocardial Infarction by Promoting Angiogenesis [J]. Frontiers in Cell and Developmental Biology,2021.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8152667/


[4]Gao LR, Chen Y, Zhang NK, etal. Intracoronary infusion of Wharton's jelly-derived mesenchymal stem cells in acute myocardial infarction: double-blind, randomized controlled trial. BMC Med. 2015 Jul 10;13:162. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26162993/


[5]Gentile Pietro,Garcovich Simone. Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells (AD-MSCs) against Ultraviolet (UV) Radiation Effects and the Skin Photoaging.[J]. Biomedicines,2021,9(5). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8151305/


[6]杨国清,梁文强,张怀斌,王勇平.骨髓间充质干细胞治疗骨科疾病的研究进展[J/OL].医学综述,2021(16):3210-3215[2021-08-20].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3553.R.20210814.2003.024.html.


[7]张琛,路晓晓,粘红,魏瑞华.间充质干细胞治疗干眼的研究进展[J].眼科新进展,2017,37(03):289-292.https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.


[8]王书韵,谢君辉,余学锋.间充质干细胞治疗糖尿病肾病的作用与机制[J].中国组织工程研究,2022,26(01):153-158.https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.