一组研究人员概述了一种新方法，该方法利用mRNA来防止间充质干细胞（MSCs）在移植到患者体内之前发生衰老，并增强它们对抗老化的能力。研究指出，在复制过程中，这些细胞容易变得衰老，而氧化应激是导致这种快速老化的关键驱动因素，它会触发衰老途径并导致线粒体功能失调，进而引发更多的氧化应激。
先前的研究表明，使用senolytics（抗衰老药物）可能有助于减少干细胞在到达患者体内之前的早衰现象。尽管这种方法具有一定的价值，特别是在那些在几次复制后迅速衰老的干细胞类型中，但它无法保护这些细胞在移植后免受患者微环境的影响。研究人员注意到，MSCs会影响它们被放置的微环境，但同时指出，氧化微环境也可能是对MSCs的潜在威胁，这进一步加剧了移植前复制过程中的问题。
因此，这项工作着重于在细胞开始复制之前就加以保护。此前，该团队发现将健康的线粒体移植到成纤维细胞中可以预防纤维化；在此基础上，研究人员通过转染NRF1 mRNA来促进干细胞中的线粒体生长。
首先，研究人员确保他们的方法确实增加了线粒体的质量，相比对照组。显微荧光检查和线粒体标志物TFAM分析表明，在24小时内，暴露于过氧化氢诱导的氧化应激下的MSCs中，经mRNA处理的细胞线粒体数量比对照组高出约50%，无论是否存在氧化应激。此外，mRNA转染使NRF1的产量增加了大约30倍，尽管氧化应激本身也会导致NRF1增加。
研究人员发现，NRF1在减弱过氧化氢暴露下氧化应激标志物方面是有效的。虽然这不是完美的解决方案，但经NRF1转染的细胞的氧化应激水平降低了约25%（通过MitoSOX试剂的荧光测量）。线粒体膜去极化（在氧化应激下发生）也在治疗组中减少。最关键的是，这些发现同样适用于经历复制性衰老的细胞。
NRF1 mRNA处理还显示出与代谢相关的益处。RNA测序分析显示，与氧气利用相关的基因显著上调，而糖酵解（一种无氧能量生产形式）下调，表明能量利用效率更高。研究人员相信，这使细胞更好地应对氧化应激环境。
即使在暴露于过氧化氢后，这种能量利用的改善仍然存在。在这种极端应激条件下，细胞通常更依赖糖酵解而非有效利用氧气。NRF1转染几乎完全逆转了这一变化，恢复了ATP生产和促进了更正常的氧气利用。
在相对较高的浓度（400微摩尔）下，过氧化氢甚至会干扰线粒体的分裂和融合。然而，NRF1对此也有保护作用，维持了线粒体平衡，这一点在老年、衰老的MSCs中也被证实。
对于衰老细胞，NRF1 mRNA有进一步的好处，减少了包括关键标志物SA-β-gal在内的衰老标志物，无论细胞是由于过氧化氢暴露还是多次复制而变得衰老。研究人员将其对这些生物标志物的影响与已广泛研究的senomorphic ABT263进行了比较，尽管后者是改变衰老细胞而不是杀死它们的药物。
虽然研究人员发现mRNA在48小时后开始自然降解，由此产生的线粒体增加在72小时后也开始减弱，但这最初的时间段对于复制和植入至关重要。不过，这仍只是细胞研究。在考虑用于人体之前，还需要在动物身上进行更多研究。
此外，这项工作表明细胞衰老和线粒体功能障碍之间存在密切联系。如果直接改善线粒体确实可以减少衰老，则这种方法可能对其他细胞有用，包括已经存在于体内的细胞。然而，需要进行大量工作来确定这种方法是否确实可行。
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