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什么是干细胞

“延长平均寿命到100岁”! 研究人员是这样说干细胞抗衰老的

来源:博雅

日期: 2021.04.02

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自古以来,人们都对如何延缓衰老、长寿感兴趣。为了实现这一目标,科学界也一直在探索干细胞与衰老之间的联系。


人们正在进行大量关于再生医学和干细胞的研究,因为这是一个价值数十亿美元的市场。Human Longetivity 的联合创始人兼Celularity的首席执行官Robert Hariri博士谈到[1]要延长人类的平均寿命至100岁


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近年来,在抗衰老药物的研发中干细胞被广泛采用。今天将为大家介绍目前对于干细胞在衰老领域的研究情况。



抗衰老领域常用的三类干细胞


首先,什么是干细胞呢?它们是人体的原材料,是我们体内所有分化细胞的原始细胞。而人们之所以会将干细胞和抗衰老联系在一起,是因为干细胞可以被定向分化成为各种各样的细胞类型,这意味着他们有可能治愈多种以前无法治愈的疾病。


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目前,研究中主要采用三种干细胞。第一个是胚胎干细胞(ESC),但与之相关的争议很大;第二种是诱导多能干细胞(iPS细胞);第三种是成体干细胞。后二种干细胞没有伦理争议。


胚胎干细胞来自3-5天大的胚胎,在这个阶段,胚胎仍然只有大约150个细胞,并且是胚泡。它们来自自愿捐助者,并在实验室内生长。美国国立卫生研究院(NIH)在2009年制定了关于如何将胚胎干细胞用于抗衰老研究的严格指南。


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那么对于诱导多能干细胞(iPS细胞),这些细胞是通过将成熟的成年细胞重编程为胚胎样状态而制成的。iPS细胞源自皮肤或血细胞,因此没有争议,因为它们是由成年细胞制成的。


最后,成体干细胞大量存在于脐带胎盘、骨髓、脂肪和外周血中等组织中。


当前,最广泛研究的干细胞类型是间充质干细胞(MSC),全球1045多个临床试验登记注册在案。


而关于在抗衰老领域的的应用,这三种干细胞都具有巨大的治疗潜力。


干细胞抗衰老的三种方式


干细胞通过多种方式来抗衰老,包括利用了干细胞的分化能力、旁分泌效应等机制。另外,衰老常常意味着成体干细胞的减少,干细胞功能的失衡,如果通过干细胞移植的手段重新恢复成体干细胞的活力,这或是抵抗衰老最有效的手段。


干细胞替代老化细胞的能力


这听起来像是科幻小说,但是在干细胞疗法中,研究人员在实验室中培养干细胞。然后,将它们转化为特定的细胞类型。


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例如,研究人员将干细胞定向分化为心脏细胞。这些心脏细胞将被注射或植入,目的是替换人心脏内垂死或衰老的细胞。研究表明,心脏病患者可以通过干细胞疗法得到帮助。


同样,老化的大脑可能会受益于类似的方法。这是因为较老大脑的细胞再生和更新活动能力较弱。随着时间的流逝,这可能导致认知功能下降。因此,为此目的正在探索一种被称为神经干细胞的成体干细胞。


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 Jun Takahashi (图片来源:japantimes)


有趣的是,iPS细胞也是如此。2018年,日本京都大学的神经外科医生将240万个细胞植入了帕金森氏病患者的大脑中。为此,他们使用了从供体收集的外周血细胞,将它们重新编程为iPS细胞,然后将这些细胞分化为多巴胺能前体细胞。


尽管这项研究尚未完成,但希望这种细胞疗法可以提高多巴胺水平并改善患者的症状。


干细胞发挥积极作用


干细胞与衰老相互联系的第二种方式是干细胞发挥次级(“旁分泌”)作用。


这意味着它们可以对周围的其他细胞和组织产生积极影响。例如,它们可以减少炎症,减少疤痕(纤维化)或促进免疫反应。


同时,它们还可以增加附近组织的血管化,从而增加氧气的输送和代谢交换。


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干细胞还分泌外泌体和其他类型的微泡(MV),这些是小的球形膜碎片,可以对附近的细胞产生许多积极的作用。


微囊不仅富含生物活性脂质并能够产生生长因子,而且还可以产生mRNA、microRNA(miRNA)和增强细胞功能的蛋白质。


增强干细胞的抗老化能力


最后,衰老过程可能会对我们的干细胞造成严重后果。特别是我们干细胞的更新能力会随着年龄的增长而下降,它们分化为其他细胞类型的能力也是如此。


因此,科学家们正在探索各种机制,通过这些机制我们可以延缓或防止衰老引起的干细胞功能下降。从理论上讲,这将解决许多与衰老有关疾病的根本原因。


造血干细胞(可更新血液和免疫系统)、神经干细胞(可更新大脑)、皮肤干细胞(可更新皮肤)和骨骼肌的卫星细胞(可更新我们的肌肉组织)都是常见的具有延缓衰老的干细胞。


从研究走向现实,还要多久?


随着我们全球人口的老龄化严重,寻求创新解决方案的必要性将变得越来越重要。因此,干细胞可能在对抗身体衰老和认知能力下降的斗争中发挥核心作用。尽管干细胞和衰老在许多科幻电影中有所体现,但科学研究仍处于早期。相信随着科学技术的发展,干细胞对于延缓衰老的研究将从荧幕搬至现实。


参考资料:

【1】https://bioinformant.com/stem-cells-and-aging-whats-the-connection/




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