Review Article
摘要
衰老是一个复杂的生理过程，会导致多种病理变化并带来重大的社会经济挑战。干细胞疗法提供了一种有前景的干预途径，主要通过端粒维持和细胞再生等机制发挥作用。然而，传统的干细胞来源通常存在局限性，如采集过程侵入性强、伦理问题、安全风险和高成本，这些因素阻碍了其临床应用。相比之下，尿源性干细胞（USCs）为再生医学提供了一个颇具吸引力的替代选择。独特的是，USCs包含两个不同的细胞群体：具有高端粒酶活性（TA）和长端粒的细胞，以及TA低或无法检测的细胞。值得注意的是，端粒酶活性USCs的独特存在为解决端粒磨损（生物衰老的主要标志之一）提供了一种新途径，并具有显著的转化老年科学意义。与缺乏TA的骨髓或脂肪组织来源的干细胞不同，USCs通过常规排尿非侵入性地获取，大大减少了患者的不适和伦理问题。此外，与诱导多能干细胞（iPSCs）相比，USCs具有较低的致瘤风险，且操作更为简单，使其更容易应用于临床。USCs表现出强大的增殖能力、广泛的分化潜能和增强的安全性，使其非常适合用于解决与年龄相关的组织退化和功能下降。临床前研究已经表明，它们在缓解年龄相关疾病以及通过疾病建模和药物发现促进个性化医学方面具有有效性。尽管基于USCs的疗法仍处于早期开发阶段，但其独特特性——特别是具有强大端粒酶活性的USCs的存在——使它们成为对抗年龄相关衰退的再生医学中一个易于获取且前景广阔的平台。
引言
衰老是随着时间推移生理功能逐渐退化的过程（Kroemer等，2025年），是多种与年龄相关疾病的高风险因素（Dujon等，2025年；Koyuncu等，2025年）。随着全球人口老龄化，其对社会、经济和文化的影响日益深远。尽管衰老研究是多学科的，但追求有效的抗衰老策略仍然是关键焦点，而干细胞提供了显著的前景（图1）。
干细胞凭借其自我更新和分化能力，在衰老过程中发挥着关键作用。干细胞数量减少、功能下降和可塑性降低导致组织退化和修复能力受损（López-Otín等，2023年）。因此，基于干细胞的干预措施，利用端粒延长、细胞再生、直接补充和免疫调节等机制，有望减轻衰老的影响并延长健康寿命。然而，传统的干细胞来源面临重大的转化挑战，包括侵入性获取、高成本、伦理问题和潜在的安全隐患。实验室研究与临床应用之间的这一差距凸显了探索替代干细胞来源的必要性。
尿源性干细胞（USCs）成为解决与年龄相关疾病的有力方案，相比其他干细胞类型具有独特优势。作为体液来源的干细胞之一，USCs通过常规排尿非侵入性地获取，消除了与骨髓或脂肪组织采集相关的侵入性程序（Huang等，2023年；Goff等，2025年；Yu等，2024年）。这种便捷的获取方式对于可能体质虚弱或有合并症而无法进行侵入性程序的老年患者尤为重要。此外，与具有致瘤风险且需要复杂重编程的诱导多能干细胞（iPSCs）不同，USCs被认为更安全且更容易转化为临床应用。重要的是，USCs表现出强大的增殖能力和多谱系分化潜力，使其非常适合解决与年龄相关的组织退化和功能下降。
衰老过程的核心是端粒磨损，它随着每次细胞分裂而逐渐发生，最终导致细胞衰老和组织功能障碍，而过量的端粒酶活性有助于缓解这一进程。此外，干细胞的端粒酶活性（TA）状态直接与其再生能力和治疗潜力相关。值得注意的是，USCs包含两个不同的亚群：一个以高端粒酶活性（USC-TA+）和长端粒为特征，另一个则表现出低或无法检测的端粒酶活性（Shi等，2022年）。USC-TA+细胞具有增强的细胞长寿性和增殖潜力。与骨髓来源的干细胞（BMSCs）和脂肪来源的干细胞（ASCs）等固体组织来源的干细胞相比，它们固有的延长复制、强大分化能力和易于获取的特性，使其成为老年个体细胞移植和组织修复的理想候选者（Huang等，2023年；Goff等，2025年；Yu等，2024年）。
此外，USC-TA+细胞对于疾病建模和药物测试具有不可估量的价值。它们延长的寿命支持开发长期的体外年龄相关疾病模型，使疾病进展和治疗反应的详细研究成为可能。通过促进生理相关衰老模型的创建，USC-TA+细胞有望加速有效抗衰老疗法的开发。在药物筛选方面，USC-TA+细胞提供了一个一致且特征明确的细胞平台，提高了疗效评估的可重复性和准确性。
从衰老的生物学基础出发，本综述深入探讨了干细胞介导的抗衰老机制，并全面总结了干细胞在衰老研究中应用的现有局限性。在此基础上，我们提出了USC-TA+作为一种新型且有前景的抗衰老治疗工具的广阔前景。此外，本综述系统地整合了关于USCs及其衍生物在细胞治疗、疾病建模和药物测试方面的最新临床前研究进展，旨在促进对USCs临床转化的更多关注。
端粒磨损
端粒是线性染色体末端的保护帽，随着每次细胞分裂而缩短（Shay和Wright，2019年）。端粒长度对细胞基因组稳定性至关重要，因为当端粒缩短到一定程度时，它们会被识别为一种DNA损伤形式，从而触发DNA损伤反应（Hewitt等，2012年）。这种反应通过诱导细胞周期抑制剂来阻止细胞增殖（Herbig等，2004年），最终导致细胞衰老或...
干细胞特性及其在抗衰老干预中的潜力
在不断发展的生物医学研究领域，干细胞无疑已成为衰老研究领域中的一个亮点。它们的重要性不仅在于其生物学特性，还在于它们对制定有效对策以应对衰老和年龄相关疾病带来的复杂且日益增长的挑战所具有的深远影响（图3）。
干细胞当前应用概述
经过多年的探索，干细胞研究取得了显著进展，逐渐从实验室研究转向临床应用。目前，干细胞主要应用于三个领域：干细胞疗法、疾病建模和药物筛选。在这些领域中，干细胞已展现出相当大的潜力。
作为一种有前景的治疗方法，干细胞疗法现已进入临床实践。干细胞在...方面已有确立的应用
尿源性干细胞及其衍生物：再生医学的新兴前沿
自2008年我们团队首次鉴定以来（Zhang等，2008a），USCs作为衰老研究领域的一种新工具已引起越来越多的关注。与传统的干细胞资源不同，USCs是从排泄尿液中分离出的一类多能干细胞子集，符合间充质干细胞的定义。USCs由于其易获取性、高产量、安全性和多能分化能力，代表了一个理想的干细胞来源（图4）。同样，USCs...
利用尿源性干细胞对抗衰老
基于上述USCs的优势，这些细胞在细胞治疗领域具有巨大的潜力。经过十多年的发展，目前众多研究聚焦于USCs在治疗年龄相关疾病方面的应用。从神经系统到生殖系统，USCs已在影响各种生理系统的疾病上显示出治疗效果。
疾病建模和药物测试已成为快速发展的...领域中的关键组成部分
展望与结论
人口老龄化已成为全球趋势，给世界各地的医疗保健系统带来重大挑战。随着老年人口比例的增加，年龄相关疾病的发病率也相应上升。干细胞疗法被广泛认为是应对老龄化社会中多方面健康挑战的关键策略。通过端粒延长、细胞再生、干细胞补充和免疫调节等机制，干细胞...
【全文结束】
