《Nature》子刊：人类寿命极限在120-150岁之间！如何优雅的老去？干细胞是关键

日前，顶级期刊《Nature Communications》杂志上的文章发现，人类寿命的极限在120-150岁之间，这是对来自美国、英国和俄罗斯大量人群的健康数据进行动态评估后得到的结果。研究发现，当人类寿命达到120岁至150岁之间时，各项身体机能的自我恢复能力达到临界值。在人的一生中，人体自我修复能力随着年龄的增加而开始下降。

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，干细胞治疗研究已经涉及到了延缓衰老和治疗衰老相关疾病的方方面面。

此前，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。

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]。

那么，今天我们就一起来看看，干细胞在人们对抗衰老的过程中将发挥哪些关键作用？

01、干细胞恢复老化的免疫系统

免疫衰老是一种不可避免的现象，它涉及免疫系统随着年龄的增长而发生的重塑，导致65岁以上的个体感染、癌症发病率更高、疾病死亡率增加，并且疫苗效力降低。目前，尚无有效的治疗措施可用于改善免疫衰老。

日前，发表在《International journal of molecular sciences》上的一篇综述[4]， 总结了间充质干细胞疗法对抗免疫衰老的潜力。间充质干细胞疗法是一种有希望的方式来恢复老化的免疫系统，间充质干细胞可以安全地减少炎症标志物，恢复 T 细胞库，改善炎症性疾病的组织病理学。

大量的体内和体外研究证明，间充质干细胞具有低免疫原性、优异的免疫调节功能、归巢能力，以及通过多能分化和旁分泌来再生受损组织。间充质干细胞是多能祖细胞，可从骨髓、脂肪组织、牙齿组织、皮肤和围产期组织（脐带和胎盘）中分离。间充质干细胞可以分化为脂肪细胞、成骨细胞和软骨细胞。

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]。

老化衰弱症是一种多系统生理衰退的老年综合征，与正常衰老不同，它可以增加老年人对不良以及严重健康状况的易感性，主要特征是身体和免疫功能下降，与炎症和干细胞功能障碍有关。在65岁以上的人群中，有10%的人会患上这种病。

2018年治疗老化衰弱症的干细胞项目获得了美国国立卫生研究院（NIH）的创新研究资助。

02、干细胞修复老化的皮肤

作为皮肤中重要组分之一，间充质干细胞不仅可以自我更新并分化成各种组织，如脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞。还可以分泌许多具有再生、抗纤维化和抗凋亡信号分子和生长因子，这些因素是内源性修复过程的一部分。通俗的说就是，间充质干细胞完全可以被视为我们皮肤“内源性工厂”，不断源源更替衰老的细胞，并生产营养物质，从而营养支持所有功能性皮肤层，以确保皮肤稳态、再生和修复。

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，真皮-表皮交界处的乳头状结构重构，真皮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、干细胞对抗大脑衰老相关疾病

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治疗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[9]。  

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。该研究首次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治疗作用[10]。

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,达到治疗阿尔茨海默症（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[11]，并于2018年在日本获批，用于治疗轻度至中度AD患者。

此外，间充质干细胞外泌体具有促进抗炎、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动物模型中具有治疗效果，并能改善模型动物的运动协调能力和空间记忆能力[12]，因此干细胞外泌体有望应用于临床大脑老化疾病的治疗。

除了修复老化的免疫系统及皮肤、大脑，研究发现，干细胞治疗还有益于骨质疏松、内分泌紊乱以及心血管等多种衰老相关疾病，其有效性和安全性不断得到评估与验证，这大大促进了人类探索抗衰老的步伐，让我们有理由相信以后人类放慢衰老的步伐将慢慢得以实现，从而实现健康老去。

[1]叶有标. 美国《科学》杂志评选出1999年10大科学进展[J]. 科技文萃, 2000(2):162-165.

[2] Wang MJ, Chen J, Chen F, Liu Q, Sun Y, Yan C, et al. Rejuvenating Strategies of Tissue-specific Stem Cells for Healthy Aging. Aging Dis. 2019; 10: 871-82.

[3]Golpanian S , Difede D L , Khan A , et al. Allogeneic Human Mesenchymal Stem Cell Infusions for Aging Frailty[J]. The Journals of Gerontology Series A Biological Sciences and Medical Sciences, 2017, 72(11):1505

[4] Yeo, G., Ng, M. H., Nordin, F. B., & Law, J. X. (2021). Potential of Mesenchymal Stem Cells in the Rejuvenation of the Aging Immune System. International journal of molecular sciences, 22(11), 5749. https://doi.org/10.3390/ijms22115749

[5] Zhang Y , Kim M S , Jia B , et al. Hypothalamic stem cells control ageing speed partly through exosomal miRNAs[J]. Nature, 2017, 548(7665):52.

[6]Xiong M, Zhang Q, Hu W, Zhao C, Lv W, Yi Y, Wu Y, Wu M. Exosomes From Adipose-Derived Stem Cells: The Emerging Roles and Applications in Tissue Regeneration of Plastic and Cosmetic Surgery. Front Cell Dev Biol, 2020.

[7] Guo, S., Wang, T., Zhang, S., Chen, P., Cao, Z., Lian, W., et al. Adipose-derived stem cell-conditioned medium protects fibroblasts at different senescent degrees from UVB irradiation damages[J]. Mol. Cell. Biochem, 2020, 463: 67–78.

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[10] Cao N , Liao T , Liu J , et al. Clinical-grade human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells reverse cognitive aging via improving synaptic plasticity and endogenous neurogenesis[J]. Cell Death & Disease, 2017, 8(8):e2996.

[11] Nature Cell Started Commercial Clinical Trials Phase I And II "ASTROSTEM," Stem Cell Drug For Alzheimer's Disease Treatment In U.S. https://www.businesswire.com/news/home/20170310005275/en/

[12] Cui GH, Wu J, Mou FF, et al. Exosomes derived from hypoxiapreconditioned mesenchymal stromal cells ameliorate cognitive decline by rescuing synaptic dysfunction and regulating inflammatory responses in APP/PS1 mice[J]. FASEB J, 2018,32(2):654-668

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