衰老对口腔间充质基质细胞形态功能特性的影响：范围综述
摘要
近十年来，人们日益关注间充质干细胞(MSCs)因年龄相关衰老而发生的形态功能变化——这一过程尤其重要，因为成年人和老年人是再生疗法的主要候选人群。本研究通过系统分析年龄相关衰老对口腔来源间充质基质细胞形态功能特性的影响，填补了这一知识空白。研究遵循PRISMA-ScR指南进行范围综述，检索MEDLINE、SCOPUS和Web of Science数据库。若体外研究的主要目标是探究口腔间充质基质细胞和年龄相关衰老，则纳入研究范围。共识别出455项研究，其中17项被选中。口腔MSCs研究表明，年龄相关衰老（约35岁开始）会降低细胞的增殖能力、活力、克隆形成能力和分化潜能——尤其是向成骨和软骨谱系的分化能力，而年轻个体的这些指标值更高。然而，MSC表面标志物表达稳定，与衰老无关。部分研究还报告，在早期传代阶段，增殖率或细胞倍增时间无显著差异，MSCs在此阶段保留一定可塑性。尽管存在年龄相关限制，老年供体的口腔MSCs在早期体外传代阶段仍是潜在的治疗来源。未来需要探索创新策略，以增强老年供体口腔MSCs的再生潜能。
关键词：MSCs；间充质干细胞；衰老；口腔
1. 引言
间充质基质细胞(MSCs)是非造血细胞，来源于中胚层，具有自我更新的内在能力。它们具有强大的再生特性和多向分化潜能[1,2,3,4,5]。此外，MSCs可通过免疫调节功能逃避免疫系统，使其可用于治疗目的[6]。由于这些特性，MSCs在各种生物医学学科中引起了越来越多的关注。MSCs于1976年首次在骨髓(BM)中被发现。骨髓被认为是实验和临床应用中主要的间充质基质和祖细胞来源[1]。尽管骨髓是研究最广泛的MSCs来源，但它存在一些局限性。骨髓的主要缺点是MSCs产量低，仅占总细胞群的0.001%至0.01%，每毫升骨髓抽吸物仅能分离出60-600个细胞[7,8]。此外，尽管骨髓MSCs具有自我更新能力和分化潜能，但它们会经历复制性衰老[9]。因此，研究替代来源的MSCs尤为重要。
多项研究已在各种成人颅面组织中发现了神经嵴来源的干细胞(NCSCs)[2,5,6,10]。由于其胚胎起源和微创提取特性，口腔内组织被认为是组织工程应用，特别是再生牙科中干细胞的有前景来源[11,12,13]。这些细胞在各种细胞谱系（如成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞）中表现出显著的分化能力[14,15]。此外，它们易于分离，且增殖率高于骨髓MSCs，甚至无需生长因子。这使得可以从少量组织样本在短期原代培养中获得大量MSCs[16,17]。
口腔MSCs的一个显著优势是可以通过微创、常规牙科手术（如拔牙或牙周手术）轻松进行自体采集，从而消除了对供体部位发病率、免疫排斥或需要免疫抑制治疗的担忧[18,19]。在年轻受试者中，口腔MSCs自体移植已显示出成功结果[11]；然而，成年人是主要需要再生干预的人群，衰老对间充质干细胞功能的影响是此类疗法成功的重要考虑因素。
衰老是一种多因素生物学过程，其特征是影响哺乳动物不同器官系统的进行性功能下降，以异质方式降低维持稳态的能力，并增加对疾病和组织功能障碍的易感性[20]。相比之下，细胞衰老被定义为由各种压力（包括端粒缩短、DNA损伤、表观遗传失调和线粒体功能障碍）诱导的细胞周期稳定停滞状态。虽然衰老在发育过程中发挥重要的生理作用并有助于组织稳态，但其慢性积累与衰老的多个方面相关，包括再生功能丧失和通过衰老相关分泌表型(SASP)促进促炎微环境[21,22]。因此，细胞衰老被认为是导致生物衰老和年龄相关疾病发作的核心机制。
关于从老年人体内分离MSCs性能的研究表明，由于细胞衰老，形态功能特性发生显著变化，这可能限制其在成年受试者中的自体应用[23,24]。衰老是一种细胞反应，其特征是稳定的细胞周期停滞，限制了细胞的增殖潜能。迄今为止，已区分出四种类型的衰老：(1)复制性衰老(RS)，发生在细胞传代培养过程中；(2)癌基因诱导的衰老(OIS)；(3)应激诱导的早衰(SIPS)；(4)发育性衰老[25,26,27,28]。我们提出这些类别是为了强调年龄相关衰老与其他类型的区别。
年龄相关衰老是体内随时间累积激活多种细胞应激途径的结果，通过形态特征——如细胞大小和颗粒度增加——和功能改变表现出来，包括增殖、生长、迁移、免疫调节和分化能力降低。MSCs的复制性衰老已在文献中广泛描述，与独特的形态功能改变相关，包括颗粒度增加、扩大和扁平形态、端粒缩短、表观遗传重塑、分化潜能受损、SA-β-gal活性升高、自噬改变、活性氧(ROS)生成增加、G1细胞周期停滞以及p53和p21通路上调[23,29,30,31]。这些变化导致可塑性和增殖潜能降低，最终损害再生能力并限制治疗应用[32,33]。然而，尽管复制性衰老在体外已被广泛表征，但口腔来源MSCs中与衰老相关的具体特征仍不太明确。现有证据表明，体内衰老可能会触发额外的衰老机制，这些机制受微环境和组织特异性应激因素的影响。因此，在本综述中，排除了关注复制性衰老的研究，以专门解决时间供体年龄的影响，而不受体外传代的混杂影响。
理解MSCs因年龄相关衰老而发生的形态功能变化在过去十年中变得越来越重要，因为成年人和老年人是再生治疗的主要需求者。然而，关于年龄相关衰老如何影响口腔MSCs的知识有限且常常相互矛盾。因此，供体年龄如何调节MSCs的形态功能特性尚不清楚。本研究旨在探讨年龄相关衰老对从口腔提取的间充质干细胞(MSCs)形态功能特性的影响。了解年龄如何影响这些特性对于克服成人患者自体组织工程的当前局限性至关重要。
2. 材料和方法
2.1. 系统文献检索
对口腔MSCs和年龄诱导的细胞衰老进行了范围综述。我们的范围综述是根据系统综述和荟萃分析的首选报告项目扩展范围综述(PRSIMA-ScR)指南进行的[34]。
在三个数字数据库(MEDLINE、SCOPUS和Web of Science)中进行了电子检索。选定的检索词包括："Stem Cells"、"Mesenchymal Stem Cells"、"Mesenchymal Stromal Cells"、"MSCs"、"Multipotent Stromal Cells"、"Mesenchymal Progenitor Cells"、"Progenitor Cells"、"Cells Mother"、"Stem Cell Mesenchymal"、"Adult Stem Cell"、"Oral Cavity"、"Cavity Oral"、"Cavitas Oris"、"Maxillofacial"、"Stomatognathic"、"Mouth"、"Senescence"、"Longevidade"、"Age Longevity"、"Aging"、"Cellular Senescence"、"Cellular Senescence"、"Senescence-Associated Secretory Phenotype"。关键词通过布尔运算符OR和AND组合。检索在2024年12月至2025年3月期间进行。还筛选了系统综述的参考文献列表，以查找可能适合纳入的额外研究。
列出数据库中的完整检索查询如下："((((((((((((((((((((((((((((((("Stem cells"[Title/Abstract]) OR ("mesenchymal stromal cells"[Title/Abstract])) OR ("MSC"[Title/Abstract])) OR ("MSCs"[Title/Abstract])) OR ("Mesenchymal stem/stromal cells"[Title/Abstract])) OR ("multipotent stromal cells"[Title/Abstract])) OR ("mesenchymal progenitor cells"[Title/Abstract])) OR ("Progenitor Cells"[Title/Abstract])) OR ("Cell, Progenitor"[Title/Abstract])) OR ("Mother Cell"[Title/Abstract])) OR ("Cells, Stem"[Title/Abstract])) OR ("Cell, Stem"[Title/Abstract])) OR ("Mother Cells"[Title/Abstract])) OR ("Cell, Mother"[Title/Abstract])) OR ("Cells, Mother"[Title/Abstract])) OR ("Stem Cell, Mesenchymal"[Title/Abstract])) OR ("Mesenchymal Stem Cell"[Title/Abstract])) OR ("Mesenchymal Stromal Cell"[Title/Abstract])) OR ("Stromal Cell, Mesenchymal"[Title/Abstract])) OR ("Stromal Cells, Mesenchymal"[Title/Abstract])) OR ("Mesenchymal Progenitor Cell"[Title/Abstract])) OR ("Adult Stem Cell"[Title/Abstract])) OR ("Somatic Stem Cell"[Title/Abstract])) OR ("Stem Cell, Somatic"[Title/Abstract])) OR ("Stem Cells"[Mesh])) OR ("Mesenchymal Stem Cells"[Mesh])) OR ("Adult Stem Cells"[Mesh])) OR ("Multipotent Stem Cells"[Mesh])) OR ("Stromal Cells"[Mesh])) AND ((((((("Oral Cavity"[Title/Abstract]) OR ("Cavity, Oral"[Title/Abstract])) OR ("Cavitas Oris"[Title/Abstract])) OR ("maxillofacial"[Title/Abstract])) OR ("stomatognathic"[Title/Abstract])) OR ("Mouth"[Mesh]))) AND ((((((((Senescence[Title/Abstract]) OR (longevidade[Title/Abstract])) OR (Age[Title/Abstract])) OR ("Longevity"[Mesh])) OR ("Aging"[Mesh])) OR ("Cellular Senescence"[Mesh])) OR ("Cellular Senescence"[Mesh])) OR ("Senescence-Associated Secretory Phenotype"[Mesh]))"
相同的检索方程适用于其他搜索引擎。本综述中考虑的因素摘要见表1。
2.2. 纳入标准
纳入体外研究，其总体目标是研究口腔间充质基质细胞和衰老。根据纳入标准筛选可能符合条件的文章：英语、西班牙语和葡萄牙语的文章，无发表日期限制的全文，以及描述年龄诱导的细胞衰老在整个生命周期中对口腔间充质基质细胞影响的研究。排除动物研究、使用非口腔来源干细胞的研究以及评估复制性衰老的文章。
2.3. 数据提取
两位独立评审员通过审查标题和摘要分析了系统检索过程中获得的文章。符合纳入标准的文章经全文审查以确认其相关性。在两位评审员意见不一致的情况下，邀请第三位评审员帮助解决意见分歧。从组成最终选择的全文文章中，汇编了与年龄相关衰老和口腔MSCs相关的相关信息。为表1收集的信息包括：作者、出版年份、间充质基质细胞的来源、间充质基质细胞、受试者年龄、研究组、培养方法、细胞维持和实验传代。所汇编的信息提供了研究中进行的形态功能分析结果，包括细胞形态、MSC标志物、细胞衰老、集落形成实验、细胞增殖、PCR、细胞迁移、免疫调节和细胞分化能力等方面。用于数据提取的表格由本综述的作者设计，以获取与研究主题相关的数据。
3. 结果
3.1. 研究选择
文章检索和选择过程总结见图1。通过数据库检索共识别出449篇文章，另外通过手动检索找到6篇文章。其中47篇为重复文章。
初次按标题筛选后，排除了198篇文章：83篇研究非口腔来源的干细胞，62篇为动物研究，29篇为系统综述，13篇专注于增强细胞衰老的方法，11篇描述基于干细胞的抗衰老治疗。
随后，根据摘要筛选排除了119篇文章：44篇研究非口腔干细胞，28篇描述使用干细胞的抗衰老治疗，19篇分析长期培养条件下的复制性衰老，16篇与综述主题无关，12篇为系统综述。
在对91篇文章（85篇通过数据库获取，6篇通过其他方法获取）进行全文审查后，排除了74篇：37篇关注复制性衰老，21篇通过各种方法诱导衰老，11篇将细胞衰老评估为如原发性干燥综合征等疾病的机制，5篇分析细胞外囊泡。最终，本综述纳入17项体外研究[13,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50]。
3.2. 所选研究的特征
本文分析了年龄相关衰老对口腔来源间充质基质细胞(MSCs)的影响。数据从体外研究中提取，总结在表2和表3中，详细列出了纳入研究的相关信息[13,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50]。
细胞培养和维持的方法在分析的研究中相似。主要分离技术包括胶原酶和分散酶的酶消化[13,36,37,38,39,40,41,43,44,45,46,48,49]，以及外植体培养方法[35,42,47,50]。
描述了两种主要的酶消化方案。一种方法是在酶消化后，洗涤组织，重悬于培养基中，直接接种到培养皿上[13,38,43,45]。另一种方法是在洗涤后，将细胞悬液通过70μm细胞过滤器，以获得更纯净的MSC群体[36,40,41,44,48,49]。
细胞培养和维持使用完全培养基进行，通常由Alpha最低必需培养基(α-MEM)[13,37,39,40,41,43,45,47,49,50]或Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)[35,38,46,48]组成，补充10%胎牛血清(FBS)和1%青霉素/链霉素。所有培养物均在37°C、5%CO2的湿润气氛中培养。
在本综述中，"早期传代"指约P5传代，"扩展传代"对应P10，"晚期传代"指P15。纳入的研究中使用了早期和扩展传代。特别是P3至P5的早期传代最常用于最小化复制性衰老对实验结果的影响。这些细节总结在表2中[37,38,44,47,48,49]。
4. 讨论
口腔来源的MSCs因其易于采集、高增殖能力、分化潜能以及适合自体使用而具有巨大的临床应用前景[11]。这些特性大大降低了免疫排斥和免疫抑制的需求[18,19]。然而，最近的研究表明，来自老年人的MSCs（DPSCs、PDLSCs、GMSCs和PCs）表现出显著的形态功能特性改变，主要归因于年龄相关衰老过程[23,24]。细胞衰老在口腔来源MSCs功能下降中起着关键作用，因为衰老导致包括间充质细胞在内的各种细胞出现年龄相关衰老特征，对它们的再生潜能产生不利影响[51]。在此背景下，本研究旨在分析整个生命周期中衰老对口腔组织来源MSCs形态功能特性的影响。
仅在过去十年中，才开始描述年龄相关衰老对口腔来源MSCs的影响[25,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50]。这些影响主要在来自牙髓和牙周韧带的细胞中进行了研究。然而，近年来，在牙龈[13]和骨膜[41]来源的MSCs中也有报道。
4.1. 细胞衰老
研究表明，从较年长个体分离的MSCs比从年轻个体分离的MSCs增殖能力降低，这种现象通常被称为年龄相关衰老。来自老年供体的口腔MSCs（如DPSCs、PDLSCs和GMSCs）表现出衰老细胞的典型特征，包括扁平和扩大的形态、衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)阳性细胞比例增加以及增殖率降低[13,26,43,45,46]。
SA-β-gal是评估细胞衰老最广泛接受的标志物，自Dimri等人首次描述以来[52,53]。这种溶酶体水解酶在酸性环境(pH~4)中催化β-半乳糖苷转化为单糖，存在于大多数哺乳动物细胞中，无论其年龄如何[54]。然而，在pH6下检测可以区分年轻细胞和衰老细胞，因此它被确立为识别衰老细胞的标准[53]。细胞衰老还与端粒酶下调和端粒进行性缩短相关，这两者都被认为是衰老的关键标志物[55]。
综述的研究表明，SA-β-gal表达随供体年龄增加而增加[43,45,46]，而在来自较年长受试者的DPSCs和PDLSCs中观察到端粒长度减少[46,48]。衰老状态的另一个标志是不可逆的细胞周期停滞。在此过程中，细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)抑制剂p16^INK4A的激活起着根本作用，因为其表达通过拮抗CDKs来阻断细胞周期进程[46]。在体外研究中，p16INK4A阳性细胞也被证明表现出SA-β-gal活性，强化了其作为衰老关键标志物的作用[46]。
4.2. 分泌组
口腔MSCs通过旁分泌信号发挥许多再生作用，通常称为分泌组[56]。分泌组包括MSCs释放到细胞外空间的所有生物活性因子，包括可溶性分子（如细胞因子、趋化因子、生长因子和免疫调节蛋白）和囊泡成分，包括通过蛋白质、mRNA、miRNA和脂质介导细胞间通信的微囊泡和外泌体[56,57,58]。实验证据表明，MSC移植物在受损组织中的治疗作用主要由这些分泌因子介导，而非直接的细胞植入[56,59]。口腔MSC分泌组已被证明在生理和病理条件下都能刺激细胞增殖、调节炎症和支持组织再生，尽管其组成可能因微环境而异[58]。
衰老和细胞衰老显著影响MSC分泌组的组成和功能。衰老MSCs发展出衰老相关分泌表型(SASP)，其特征是促炎细胞因子（如IL-6、IL-8）、趋化因子、生长因子和蛋白酶分泌增加，这些可以强化衰老并促进慢性组织炎症[25]。对于口腔MSCs，研究表明IL-6和CXCL8表达随供体年龄增加而增加，表明老年人的促炎特征增强[48]。这种与年龄相关的分泌组调节可能对老年个体的再生疗法有影响，凸显了更好地了解SASP成分如何促进组织退化或保护的必要性[58]。
4.3. 组织来源对衰老的影响
口腔组织来源MSCs的生物特性受组织来源和供体年龄的影响，产生其治疗潜能的差异。GMSCs对衰老表现出显著的抵抗力。根据Dave等人报告的队列，许多特性（如早期增殖（高达传代11）、间充质标志物表达和免疫调节能力）即使在老年供体（高达80岁）中也得以维持[13]。然而，某些功能（包括成骨和脂肪生成）随年龄下降，衰老细胞群在晚期体外传代中 tends to increase[13]。相比之下，PDLSCs和DPSCs对年龄更为敏感，增殖、活力和分化能力逐渐下降，同时衰老标志物和衰老相关分泌表型(SASP)增加[28,35,36,37,39,43,45,48]。在比较研究中，年轻DPSCs被观察到比成人或老年供体的DPSCs具有更大的分化和增殖能力[28,36,39]，而衰老PDLSCs表现出端粒缩短以及成骨谱系的增殖、迁移和分化特性减弱[37,48]。因此，建议优先使用年轻供体的DPSCs和PDLSCs应用于骨整合或骨再生，而GMSCs由于其对衰老的稳健性，即使来自老年供体，也可能仍适用于免疫调节疗法。值得注意的是，现有科学证据大多对应DPSCs和PDLSCs，因为它们是首批被分离和表征的牙源性干细胞。因此，需要进一步研究以系统比较根据组织来源的衰老相关特性。
4.4. 供体年龄
MSCs的再生潜能除了取决于其组织来源外，还表现出与供体年龄相关的显著变化。这些差异可能由衰老过程中发生的细胞衰老过程解释，因为已观察到衰老标志物的表达随年龄增长呈统计学显著增加[35,43,45,46]。
分析的年龄组在研究间有所不同。四项研究比较了乳牙牙髓来源干细胞(SHED)和恒牙牙髓来源干细胞(DPSC)的MSCs形态功能特性[38,40,42,50]。对于乳牙，参与者年龄范围为3至12岁。一项研究比较了SHED与来自19至52岁更广泛人群的DPSC。然而，Wu等人(2015)和Yang等人(2021)进一步将DPSC样本细分为多个年龄类别，包括年轻人、成年人和老年人[42,50]。这种分层不仅允许比较SHED和DPSC，还允许在DPSC组内进行基于年龄的分析。大多数研究至少包括三个年龄类别，通常涵盖青少年、中年人和老年人[13,35,36,37,41,42,43,45,46,48,50]。
一般来说，来自年轻供体（≤20岁）的DPSCs和PDLSCs表现出最高的增殖和分化能力，具有强大的成骨和脂肪生成效率[36,37,39]。在中年和成年期（35-55岁），观察到关键细胞功能的逐渐下降，包括端粒缩短、增殖能力下降、群体倍增时间延长以及衰老相关分泌表型(SASP)的出现。此阶段的成骨潜能也有所降低。尽管这些特性 tends to decline，但在体外早期传代中，细胞可能仍保留一些生物学效用[37,39,42,43,45,48]。值得注意的是，在某些研究中，中年和成年期的增殖特性降低较为轻微，或与20岁以下供体相比未达到统计学显著[37,42]。
大约从55岁开始，大多数DPSCs和PDLSCs群体会表现出形态功能特性的明显恶化。这些细胞表现出向衰老表型的明显转变，p16INK4A/CDKN2A和p53过表达，以及IL-6和CXCL8/IL-8等促炎细胞因子水平升高。此外，增殖率显著降低，群体倍增时间增加，迁移和免疫调节能力下降，伴有凋亡细胞比例升高[36,37,39,42,43,45,47,48]。这种特征与再生潜能的显著下降和促炎因子分泌增强相关[48]。然而，GMSCs似乎表现出对衰老的相对抵抗力，在老年人中仍维持其免疫调节特性和增殖能力[13]。这一特征使其成为老年人抗炎、免疫调节和再生疗法的有前景的细胞来源。
4.5. 细胞形态
口腔DPSCs、PDLSCs、GMSCs和PCs中的细胞衰老表现为成纤维细胞样或纺锤形表型，同时保持对塑料的粘附能力，在不同年龄组中观察到相似的特征。然而，老年供体的细胞表现出细胞大小增加[43,45]、细胞颗粒度更大[46]、衰老特异性标志物表达更高以及更明显的端粒缩短[13,35,43,45,46,48,49,50]。形态上，这些衰老细胞通常扁平且扩大，具有凝聚的细胞核和颗粒状细胞质[29,30]。
与衰老相关的形态变化的机制已被报道依赖于支架蛋白caveolin-1(CAV-1)的状态，它可能在衰老细胞中调节肌动蛋白应力纤维形成和粘着斑激酶活性。Caveolin-1是小窝的结构蛋白成分，小窝是质膜的内陷，参与多种细胞过程，包括信号转导。过去10-15年的越来越多证据表明caveolin-1在衰老表型发展中起着核心作用[60]。Lossdörfer等人(2010)表明，衰老相关基因caveolin-1的转录表达随年龄显著增加[35]。因此，CAV-1已被提议作为细胞衰老场景中的主调节因子[29,60]。
4.6. MSC标志物
国际细胞与基因治疗学会(ISCT)提出的定义MSCs的标准之一是表面抗原的特异性表达。具体而言，MSC群体必须表达CD73、CD90和CD105（通过流式细胞术测量），并且必须缺乏CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79α或CD19以及人类白细胞抗原(HLA)同种型的表达[61]。根据本综述获得的结果，经典MSC表面标志物(CD73、CD90、CD105)表达稳定，与衰老无关。然而，一些非核心标志物，包括STRO-1、CD106、CD146和SSEA4，在年龄相关衰老过程中表达降低，突显并非所有标志物都随供体年龄同等保留[37,43,47,62]。
CD106表达已被证明在分化MSCs中显著降低，表明其可能作为识别未分化MSCs的标志物[62]。此外，CD146+ MSCs表现出向退化组织增强的迁移潜能；因此，CD146表达降低可能与衰老MSCs中迁移能力受损相关[29]。此外，人牙周韧带干细胞(PDLSCs)中的SSEA4表达随年龄增长而降低，这可能与间充质谱系的分化能力降低相关[48]。
尽管上述细胞表面标志物指示衰老MSC群体，但尚未达成共识。迫切需要强有力的实验证据来识别衰老MSCs的金标准标志物[29]。
4.7. 衰老的分子和功能标志物
MSCs中的细胞衰老包括分子和功能改变，随着年龄增长逐渐损害再生潜能。Wnt/β-catenin通路的下调促进衰老，而其激活则延迟衰老[38]。在年轻供体（≤20岁）中，Ki67增殖水平较高，与细胞迁移相关的PTK2表达得以维持，与较年长供体（>40岁）相比，表明年龄增长导致增殖和迁移能力下降。端粒长度在较年长DPSCs和PDLSCs中同样下降，与SSEA4阳性细胞群减少和较低增殖相关[48]。核SA-β-Gal活性和p16^INK4a表达在衰老组织中显著升高，进一步确认了衰老表型[50]。表观遗传改变，包括p16低甲基化和牙髓来源干细胞(A-DPSCs)中丝氨酸代谢减少，通过上调p16表达强化了这一表型。这些相互关联的标志物共同定义了口腔MSCs的衰老特征，支撑了它们随衰老的功能下降。
4.8. 增殖和活力
细胞增殖的不可逆停滞最早由Hayflick和Moorhead于1961年描述，他们证明原代人类细胞由于限制其增殖潜能的稳定细胞周期停滞而具有有限的分裂能力[29,63]。这一过程被定义为细胞衰老，由各种内源性和外源性因素诱导，并与衰老密切相关[64]。
衰老MSCs中增殖能力降低已在体外和体内广泛报道[29]。事实上，细胞衰老最初被确定为延长培养后增殖能力的丧失，这种现象被称为复制性衰老[29]。然而，年龄相关衰老也被证明显著降低细胞增殖[13,37,43,45]。
成纤维细胞集落形成单位(CFU-F)实验是估计和评估MSCs体外增殖潜能最广泛使用的定性方法之一[29]。尽管所有年龄组的DPSCs、PDLSCs和GMSCs都保留形成集落的能力，但来自老年供体的细胞表现出较低的CFU-F水平，并且显著地形成较小的集落[13,37,43,45]。这些发现表明，从老年供体采集MSCs可能需要更大的组织样本或预处理策略以增强细胞增殖和扩增。
分析的结果表明，DPSCs和PDLSCs的增殖和活力能力受供体年龄影响[36,37,40,43,45,47,48,50]。这一模式进一步得到基因表达数据的支持，显示与成人相比，年轻供体细胞中与有丝分裂和细胞分裂相关的基因表达更高[40]。然而，一些研究报告在早期传代中增殖率[13,42]或细胞倍增时间[41]无显著差异。相比之下，在晚期传代中，成年供体的MSCs逐渐停止增殖[46]，表明与长期体外培养中细胞衰老相关的加速退化。这些发现共同证实，衰老对牙源性干细胞的增殖产生负面影响，特别是在体外培养的高级阶段。
因此，提示细胞衰老可能至少部分受早期传代中体外微环境的调节。这一观察提出了可能性，即根据供体年龄调整培养和维持方法可能有助于保存或增强衰老MSCs的再生潜能。在低氧条件下培养、补充生长因子的培养基或利用来自年轻供体的细胞外基质等调整可能提供延缓衰老发作和支持细胞功能的线索[65,66]。因此，开发适应年龄的培养方案可能代表优化从老年人获取的口腔MSCs治疗应用的有价值策略。
4.9. 免疫调节
MSCs通过可溶性因子或细胞-细胞接触机制抑制T细胞和树突状细胞成熟、减少B细胞活化和增殖、抑制自然杀伤(NK)细胞增殖和细胞毒性以及促进调节性T细胞生成来调节适应性和先天免疫系统[67,68]。
衰老细胞分泌各种信号分子，统称为衰老相关分泌表型(SASP)。这些包括促炎细胞因子(IL-1、IL-6、IL-8)、生长因子(EGF、FGF、IGF-1、PDGF、TGF-β)和影响组织环境的其他蛋白质。SASP因子在炎症、组织重塑以及衰老和年龄相关疾病的进展中起关键作用[29]。尽管SASP的具体成分取决于细胞类型和衰老诱导剂，但IL-6和IL-8被认为是SASP的通用标志物。Ng等人(2020)[48]证明，20岁以上受试者的IL-6和IL-8表达显著更高。这些发现与Li等人(2020)[47]的研究结果一致，后者表明成年受试者的免疫抑制能力降低。这种差异的产生是因为MSCs具有强大的抗炎功能。相比之下，衰老MSCs由于SASP而承担促炎作用，SASP被认为是衰老MSCs有害影响的主要贡献者[29]。
尽管有这些发现，但无论供体年龄如何，GMSCs在急性肺损伤小鼠模型中均表现出有效的免疫调节和最佳再生潜能。先前的研究表明，牙龈组织不断暴露于细菌应激，导致牙龈炎症[13,69]。因此，牙龈间充质干细胞(GMSCs)表现出更高水平的生长因子受体，支持增强的增殖和维持组织稳态以及抗炎细胞因子的分泌[13,69]。本综述的结果与这些报告一致，表明受体表达增加使GMSCs能够有效响应生长和应激信号，从而在炎症或衰老环境中维持增殖和稳态。因此，GMSCs代表了基于细胞的免疫调节治疗方法的有前景的选择[13]。
4.10. 体外多向分化
口腔MSCs的多向分化能力受供体年龄影响。MSC功能已被发现因年龄相关细胞外基质(ECM)改变而下降，这些改变进一步导致MSC功能受损[29]。具体而言，成骨和软骨能力随年龄一致下降，而脂肪生成潜能则显示出混合结果，一些研究报告脂肪生成减少，而其他研究如Yang等人(2021)则报告脂肪生成活性增加[47]。尽管有这种减少，但来自老年供体的口腔MSCs在体外早期传代中保留一定程度的可塑性，表明它们可能仍可用于治疗应用，尽管效率不如来自年轻供体的MSCs。
4.10.1. 成骨分化
许多作者在MSCs成骨潜能随衰老下降方面存在明确共识[13,37,42,43,44,45,46,47,50]。多项研究表明，随着供体年龄增加，DPSCs和PDLSCs的成骨分化能力均逐渐丧失[37,42,46,47,50]。
这种下降不仅表现为培养物矿化减少，如Dave(2022)[13]和Du(2017)[45]所报告的，还表现为ALP、II型胶原(Col-2)、Runx-2和OPN等关键成骨基因表达降低[43,44,45]。
先前的研究，包括Zhu等人[70]，已描述从成年期开始成骨潜能下降。总体而言，大多数报告与本研究结果一致，描述了随供体年龄的成骨潜能逐渐减少，无论细胞来源如何[71]。
4.10.2. 脂肪分化
关于脂肪生成，数据仍存在矛盾。在口腔MSCs中，Iezzi等人[46]和Li等人[47]分别表明牙髓和牙周韧带细胞的脂肪生成潜能随年龄下降，而Wu等人[43]发现年龄组之间无显著差异。相反，Yang(2021)[50]报告老年DPSCs中脂肪生成活性增加，这可能与调控细胞分化的基因表达年龄相关变化相关。这得到了Yang的观察支持，即老年细胞中脂肪生成基因表达增加而成骨基因表达降低。
已发现多种分子和信号通路参与调控衰老MSCs谱系分化[50]。过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)被认为是脂肪生成特异性转录因子；其上调将MSC命运转向脂肪生成。相反，Wnt/β-catenin(WNT)信号可以限制脂肪生成并促进向成骨细胞分化[29]。
与在其他组织中发现的类似，Baker等人[72]报告骨髓来源MSCs(BMSCs)的脂肪生成潜能随年龄增加，而Choudhery等人[71]发现老年人脂肪组织来源MSCs的脂肪生成潜能无变化。这些差异表明MSCs脂肪生成分化的调控可能受多种尚未完全理解的因素影响。
4.10.3. 软骨分化
关于软骨生成的变化，可用研究有限，但证据表明与成骨类似的趋势——供体年龄与MSCs软骨生成潜能呈负相关。尽管Iezzi等人[46]和Kellner等人[39]的研究未发现年龄组之间的显著差异，但Li等人[47]报告成人PDLSCs的分化能力总体下降，包括软骨谱系。
在其他组织来源的MSCs中也报告了类似发现。Choudhery等人[71]记录了与衰老相关的软骨生成能力显著下降，伴有老年人关键基因（如聚集蛋白聚糖和II型胶原）mRNA表达显著减少。同样，Murphy等人[73]报告MSCs随年龄增长软骨生成潜能逐渐丧失，与此处发现一致。总体而言，这些证据强化了供体年龄是MSCs治疗应用限制因素的观念。
4.10.4. 神经分化
MSCs的一个独特特征是其显著的可塑性，反映在它们能够转分化为超出其中胚层起源的细胞谱系，包括内胚层和外胚层谱系，如神经细胞[74]。这种转分化潜能已在DPSCs[36,38,42]和牙龈来源干细胞[13]中报道。
与成骨谱系不同，衰老对神经分化的影响似乎保持稳定或随年龄仅轻微下降。Dave等人[13]和Ceccarelli等人[41]报告，随年龄增长，来自牙龈和骨膜的MSCs的神经分化能力无显著改变。然而，Wu等人[42]和Feng等人[38]观察到，老年DPSCs可能丧失这种能力，表现为成人DPSCs中神经标志物表达低于乳牙来源的干细胞，表明乳牙细胞可能具有神经生成优势[38]。
先前的研究表明，MSCs可能代表各种神经退行性疾病的有前景治疗选择。在最近的一项研究中，Li等人[47]表明，尽管年轻供体培养物中的细胞生长更为显著，但在不同年龄组之间，表现出神经元形态的细胞总数无显著差异。同样，在各组之间未观察到神经元特异性基因表达的显著差异[47]。因此，这些发现表明，无论供体年龄如何，MSCs用于神经学应用可能仍然可行。
4.11. 实验医学
尽管多项实验和临床研究已调查口腔组织来源MSCs的使用，但大多数集中在年轻或中年成人[75,76]。关于在实验医学中使用来自老年供体的口腔MSCs的证据仍然非常有限。一项使用55至64岁成人的DPSCs的类实验研究报道了对牙周骨再生的积极影响，与促炎白细胞介素减少相关[77]。然而，在老年人中，MSCs的骨再生效果已被证明不如年轻受试者有效。I-II期研究表明，年龄影响骨再生效率，因为从老年患者获得的细胞总数较低，与来自年轻个体的样本相比需要更长的培养时间[78]。因此，尽管有这些令人鼓舞的结果，支持使用口腔MSCs的人类临床证据仍然有限[75]，在将这些再生潜能外推到老年群体时应谨慎解释当前发现。
4.12. 未来展望
由于解决口腔MSCs年龄相关差异的大多数研究都是在体外进行的，因此需要额外的转化和临床研究来确认这些发现，并评估此类策略在老年人中的治疗有效性和安全性。
此外，应探索创新策略来恢复或增强口腔MSCs的再生潜能，包括表观遗传调控、衰老细胞清除剂、抗氧化剂、自噬调节、microRNA治疗、预处理和基因修饰[65]。最近的研究还表明，在来自年轻供体的细胞外基质上培养衰老MSCs可以部分恢复其增殖和分化潜能，表明年轻微环境提供生化和机械线索，能够逆转一些与衰老相关的改变[62]。这些方法可能会进一步扩大MSCs在再生应用中用于老年供体的潜在用途。总体而言，恢复衰老MSCs代表了一种有前途的策略，可以提高自体MSCs疗法在老年患者中的疗效。
4.13. 局限性
本综述存在应承认的局限性。文献检索仅限于比较不同年龄组供体MSCs的研究，这可能引入发表偏倚，因为发现无年龄相关差异的研究可能未发表。此外，大多数研究在体外进行，可能无法完全捕捉MSCs在体内的复杂行为。样本量通常较小，实验方法存在相当大的变异性，包括分离方案、培养条件和分化实验的差异。此外，许多纳入研究仅报告了年龄相关形态变化的描述性数据，未提供将MSCs分配到特定年龄相关组的标准化定量参数（如细胞大小、颗粒度）。还应注意，研究未包括按性别细分的分析，无法评估与供体性别相关的潜在差异，特别是在育龄妇女和绝经后妇女之间。认识到这些局限性提供了透明度，并突出了未来研究中需要改进的领域。
5. 结论
老年年龄组已成为MSCs疗法的相关人群，旨在促进衰老过程中的组织再生和功能改善。在口腔组织来源的MSCs中，牙髓和牙周韧带来源的MSCs是关于衰老相关特性研究最广泛的。研究表明，MSCs的再生潜能随供体年龄下降，主要在35岁后，获得衰老特征并出现促炎分泌谱型。这些特征包括形态学改变、活力降低、增殖率下降和克隆形成能力减弱。此外，衰老口腔MSCs显示其分化潜能显著下降，特别是向成骨和软骨谱系的分化能力。相比之下，脂肪生成潜能 tends to be maintained or even enhanced with age，而在某些情况下，神经生成潜能可能得以保留，取决于细胞类型和培养条件。
尽管经典MSC表面标志物(CD73、CD90、CD105)表达稳定，与衰老无关，但一些非核心标志物（如STRO-1、CD106、CD146和SSEA4）在年龄相关衰老过程中表现出表达降低。此外，一些研究报告在早期传代阶段增殖率或细胞倍增时间无显著差异，MSCs在此阶段保留一定程度的可塑性。因此，老年供体的口腔MSCs仍是潜在的治疗来源。需要进一步研究以探索旨在恢复或增强口腔MSCs再生潜能的创新策略，如低氧预处理、表观遗传调控或衰老细胞清除剂的使用。将这些方法整合到个性化和精准医学框架中，可以为牙科再生领域的定制再生疗法铺平道路，最终解决每位患者的具体生物背景并改善老年群体的临床结果。
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