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干细胞技术在抗衰老中的应用,必将掀起再生医学革命热潮!

2024-09-12

衰老是一个普遍发生于绝大多数生物的病理生理过程,随年龄增加而缓慢出现。衰老机体表现为正常生理功能的不可逆衰退,包括记忆力下降、反应迟钝、运动能力减弱、相关激素分泌减少等多种脏器退行性变化,以及老年斑、皮肤褶皱、头发稀疏变白等外在表现,是生长抑制和获得性躯体损伤的累积效应。延缓衰老、永葆青春,自古以来就是人类不懈追求的目标。

近期,美国西北大学(Northwestern University)的科学家Shahnawaz Wani, Tahir Dar等在Fundamentals and Advances in Medical Biotechnology上发表了一篇题为Stem Cell Technology in Medical Biotechnology(医学生物技术中的干细胞技术)的综述报告。

该报指出,干细胞是小型、非特化和未分化的细胞,其染色质构象不具有任何特定细胞类型的特征,并且在适当的刺激下可以被编程为不同的细胞类型。这些细胞为形成许多不同的身体细胞提供基础材料,用于治疗和研究应用。过去十年间,干细胞技术的治疗和抗衰老应用发生了一场革命,而 CRISPR-Cas9 的革命性引入进一步增加了其使用的可能性。

衰老机体中几乎普遍存在的是组织结构的改变,不仅在微观和宏观层面均有明显表现,而且伴随着组织功能的损伤和对损伤的反应缺失。

细胞是生物体结构和功能的基本单位,衰老细胞是机体器官衰老、整体衰老的结构基础,因此衰老细胞的再生成为抗衰老研究的主要方向。

一、干细胞与衰老Stem cells and aging

构成人体的200余种细胞中,大部分为终末分化细胞,高度分化使其失去了再分裂的能力,最终会衰老、死亡;但同时机体也保留了一部分未分化的原始细胞,即干细胞。

这些细胞在特定条件下或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡,当衰退的进程大于再生长的能力时表现为衰老;如果细胞再生能力更强,那么组织衰老的进程将被延缓甚至阻断。

干细胞的功能、特点使得其在创伤修复、神经再生和抗衰老等临床医学领域具有广阔应用前景。已有研究证明,干细胞在心血管疾病、代谢病、帕金森氏综合征、肝硬化、白血病等多种疾病的治疗中疗效显著;而干细胞抗衰老更是《Science》杂志评选出的1999年度10大科学进展之一,由此引发的再生医学革命不容小觑。

可以想见,干细胞抗衰老效应的发挥取决于是否能够动员足够数量的理想的干细胞。考虑到异体干细胞移植可能带来的排异反应,自体干细胞移植或内源性干细胞的刺激应是抗衰老的首选措施。

但应注意到,干细胞在体内的持久性使它们容易受到老化相关毒性代谢物的累积损伤,许多组织中的干细胞随着年龄的增长而发生深刻的变化,最终发生细胞死亡、衰老或再生功能的丧失,表现为衰老机体对组织损伤的迟钝反应、增殖活性的失调和细胞更新、组织再生功能的下降。

二、干细胞抗衰老的机理 Mechanization

干细胞抗衰老除了干细胞本身在组织微环境作用下,多向分化为组织细胞,替代衰老死亡的细胞外,还具有强大的分泌功能:分泌一些生长因子、细胞因子,提升机体抗自由基能力,发挥促进血管生成及细胞增殖分化、抑制炎症反应及趋化性、调节细胞粘附及迁移的功能,刺激组织细胞的再生、修复功能,加速伤口愈合和组织重塑,达到对抗衰老的目的。

综上所述,干细胞失能、衰老、丢失或凋亡导致了皮肤的老化。以干细胞为基础的治疗,或辅以适当的药物,可解除包括端粒酶变短、雌激素丢失、过量ROS产生在内的信号级联,从而控制老化进程。自我更新、多向分化和旁分泌因子的分泌正是各种干细胞发挥抗衰老作用、促进皮肤再生的机制之所在

对于外源成体干细胞的抗衰老应用,可以尝试细胞因子替代疗法,降低技术门槛。而从促进干细胞动员的角度发现新的抗衰老干预靶点,必将催生新型药物的发展,乃至衰老机制的最终破解。

 

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