间充质干细胞的再生:衰老机制及草药预处理对抗衰老的作用Revitalizing mesenchymal stem cells: Mechanisms of aging and role of herbal preconditioning in combating senescence

环球医讯 / 干细胞与抗衰老来源:www.sciencedirect.com伊朗 - 英语2025-08-13 12:49:01 - 阅读时长3分钟 - 1148字
本文系统综述了体外培养过程中间充质干细胞的衰老表型变化,深入解析了包括代谢毒性积累、蛋白质稳态失衡等核心衰老机制,并创新性地提出通过草药预处理干预的策略,重点比较了清除衰老细胞(senolytics)与调节衰老表型(senomorphics)两类作用途径的分子机制,为解决再生医学中干细胞数量与质量的瓶颈问题提供新思路。
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间充质干细胞的再生:衰老机制及草药预处理对抗衰老的作用

引言

间充质基质/干细胞(MSCs)是一类具有强大多能性和再生能力的异质性基质细胞群体。这些细胞已从多种组织中分离并成功应用于多种疾病治疗及组织再生。最新科学证据强调MSCs在维持组织稳态和预防衰老相关疾病中的关键作用。人体衰老的主要原因是成体干细胞增殖和再生能力的下降,因此MSCs的衰老问题成为细胞治疗和再生医学发展的重要障碍。

MSCs具有显著的增殖能力、多向分化潜能以及免疫调节特性。近年研究发现其来源包括脂肪组织、脐带血、牙髓、胎盘和体液等。这些细胞规避了胚胎干细胞的伦理争议,成为理想的细胞治疗候选者。临床应用需要大量扩增的MSCs,但长期培养会导致其再生和治疗潜能受损。

在MSCs的扩增培养过程中,会出现多种衰老相关表型,包括形态改变、增殖能力下降以及生物功能失衡。研究表明,MSCs自身的衰老特性及其所处的微环境共同影响其临床应用的有效性。MSCs所处的特定微环境(包括细胞、细胞因子和细胞外基质)对自我更新、衰老和谱系承诺的平衡起关键调控作用。衰老微环境中MSCs分泌的衰老相关分泌表型(SASP)因子通过激活特定信号通路促进邻近细胞衰老,这种旁分泌效应加剧了组织功能障碍。

衰老MSCs的生物学特性

典型的MSC衰老特征表现为细胞形态增大扁平化、表型改变、增殖和分化能力下降、生物标志物改变以及分泌组变化。这些表型变化既是衰老的指示标志,也可作为干预靶点。

MSCs衰老的机制

MSCs的衰老涉及多个相互关联的信号通路,其核心标志包括:有毒代谢物积累、蛋白质稳态失衡、表观遗传修饰改变以及端粒缩短。这些机制共同导致干细胞功能衰退。

抑制MSCs衰老的策略

针对MSCs衰老的复杂机制,研究者探索了多种干预策略,包括基因编辑、小分子干预以及微环境调控。其中,草药预处理作为一种创新方法,通过清除衰老细胞(senolytics)或调节衰老表型(senomorphics)实现细胞年轻化。

草药预处理的应用

MSCs的体外预处理已广泛应用于提升细胞存活率、增殖能力、干性维持、植入效率、迁移能力和分化潜能。研究表明,多种植物提取物可通过抗氧化、调节信号通路等方式有效延缓MSCs衰老,如姜黄素、白藜芦醇等。

挑战与展望

尽管草药预处理为再生医学带来新希望,但该领域研究仍处于早期阶段。例如具有抗氧化特性的6-姜酚等天然化合物对MSCs衰老的影响尚未充分研究。开发新型草药干预方案,结合多组学分析,将是未来研究的重要方向。

结论

MSCs衰老涉及形态、表型、生物学特性及信号通路的系统性改变。通过草药预处理干预这些变化,可有效恢复干细胞功能,为细胞治疗提供质量保障。现有研究已验证多种植物提取物在改善MSCs衰老中的作用,但仍需深入阐明其分子机制,推动临床转化应用。

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