撰文：福建醫科大學 YANG
專家稽核：江蘇大學附屬醫院 李晶 教授
根據此前釋出的申報指南（征求意見稿），2022年度指南圍繞幹細胞命運調控及機理、幹細胞與器官的發生和衰老、器官的原位再生及其機理，複雜器官制造與功能重塑、基于幹細胞的疾病模型等5個重點任務進行部署。其中幹細胞及器官衰老的幹預技術研究是重點方向之一。
今天我們就一起來看看，對于幹預衰老及器官修複，幹細胞技術都取得了哪些進展？
幹預衰老的新手段迫在眉睫
人固有一死，衰老是生命過程的一個階段，所有生物都遵守這一自然規律。據WHO資料統計[1]，2019年全世界60歲及以上老年人口為10億。到2030年，這一數字将增加到14億，到2050年，這一數字将增加到21億。老齡化速度如此之快，人們越來越渴望延緩衰老以及健康地衰老。是以，尋找幹預衰老的新手段迫在眉睫！
衰老表現為結構變化和功能減退。其中，再生修複能力降低是老化的主要特征。随着年齡的增長，人體組織中各種細胞的老化是機體再生修複能力下降的主要原因。
在研究中，通常利用幹細胞的分化能力、旁分泌效應等機制來發揮抗衰老的作用。另外，衰老常常意味着成體幹細胞的減少，幹細胞功能的失衡，如果通過幹細胞移植的手段重新恢複成體幹細胞的活力，這或是抵抗衰老研究常用的手段。
近年來，間充質幹細胞在衰老相關性疾病的治療研究中取得了許多研究成果，這些疾病包括惡性良性腫瘤、2型糖尿病、心血管疾病和神經退化性疾病等。
幹細胞通過多種途徑來幹預衰老
研究發現，幹細胞通過多種機制幫助機體抵抗衰老：
圖檔來自文獻[2]
1.再生修複功能，幹細胞增殖并分化成不同的功能細胞，以取代老化和受損的細胞，維持組織和器官的完整結構和正常功能。
2.微環境調節劑，幹細胞可以分泌各種生物活性蛋白，包括生長因子、細胞因子等，并通過細胞間信号轉導系統在組織和器官中給不同細胞提供生物學資訊。例如，間充質幹細胞(MSCs)可以分泌内皮生長因子，啟動微血管内皮祖細胞增殖和微血管再生；MSCs還可以分泌調節免疫功能的細胞因子等。
幹細胞技術在肌膚抗衰老領域的研究應用
人體器官的外觀随着年齡的增長而變化，其中最明顯的是面部衰老。如今，不僅是女性，許多男性也十分關注自己的外貌改變，人人愛美的時代已經到來。面部老化是一個複雜的過程，既會影響面部的形狀，也會影響面部紋理，如幹燥、粗糙、失去光澤和皺紋。
圖檔來自文獻[3]
近年來，科學家們利用幹細胞及其衍生物在對抗肌膚衰老的研究中取得了一定的突破。基礎研究表明[3]，MSCs在紫外線誘導的皮膚老化中可發揮激活真皮成纖維細胞（HDF）增殖、合成膠原蛋白、減少基質金屬蛋白酶（MMPs）、抗氧化應激等作用。
一項臨床試驗[4]将脂肪幹細胞條件培養基（ASC-CM）以及胎盤幹細胞條件培養基（PSC-CM）注射到面部皮膚，結果顯示其極大地改善了面部狀況，如紅斑和黑色素等。在對條件培養基成分進行檢測後發現其中含有轉化生長因子-β、血小闆衍生生長因子、成纖維細胞生長因子和血管生成血管内皮生長因子等，在皮膚重塑和再生中具有重要的功能意義。
幹細胞正慢慢突破器官再造的難題
人體各組織器官對于疾病都有一定的耐受能力，但是當疾病打擊超過人體所能承受能力時，就會對組織器官造成不可逆的損害，最終甚至導緻死亡。對其器官組織衰竭治療的必殺技就是器官移植，但是器官移植面臨供體短缺，費用昂貴以及終身需要免疫排斥等問題。目前，組織工程學是一門結合細胞生物學和材料科學用于體外或體内建構組織或器官的新興學科，有望解決器官再造中的諸多問題。
目前，幹細胞因其在體外增殖和分化的能力而成為組織工程的最佳種子細胞。如幹細胞體外誘導分化為神經細胞，可作為組織工程中神經纖維的組成細胞。幹細胞分化出的肝細胞可以成為“迷你肝”的種子細胞。此外，随着生物材料、幹細胞群組織微陣列技術的發展，人類将在體外創造人體的“真實器官”，并為患者提供組織工程器官進行替代，如組織工程皮膚和血管等[2]。
圖檔來自文獻[5]
目前，利用以幹細胞為基礎的組織工程學已經在體外再造出仿生耳，胰島以及骨和軟骨等，并進行了初步的動物及臨床試驗。大陸學者進行的一項研究[5]将3D列印技術和細胞培育技術結合，在體外重建了“新耳朵”，而後将其移植到5名先天性小耳畸形兒童身上，并進行耳朵重建。“新耳朵”在外形與性能方面與另一隻耳朵高度相似，極大程度改善了這些兒童的外貌。
展望：
細胞治療無疑是當今的熱點之一，利用幹細胞，能夠幫助機體恢複器官的功能與活力。經過一段時間的發展，幹細胞抗衰老不再是一個籠統的概念，已經發展到幹細胞對衰老相關疾病的幹預階段，如幹細胞對阿爾茲海默症的療效，幹細胞對白内障的治療效果等。盡管實作“長生不老”還有待進一步的探讨，但幹細胞與衰老相關疾病的一系列研究透露出來的積極信号表明，在不久的将來，我們可以實作“健康”的衰老，不受疾病折磨！
參考文獻：
[1]https://www.who.int/health-topics/ageing#tab=tab_1
[2]Yu Y. Application of Stem Cell Technology in Antiaging and Aging-Related Diseases. Adv Exp Med Biol. 2018;1086:255-265.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30232764/
[3]Gentile P, Garcovich S. Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells (AD-MSCs) against Ultraviolet (UV) Radiation Effects and the Skin Photoaging. Biomedicines. 2021;9(5):532. Published 2021 May 11.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34064624/
[4]Gaur M, Dobke M, Lunyak VV. Mesenchymal Stem Cells from Adipose Tissue in Clinical Applications for Dermatological Indications and Skin Aging. Int J Mol Sci. 2017;18(1):208. Published 2017 Jan 20.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28117680/
[5]Zhou G, Jiang H, Yin Z, et al. In Vitro Regeneration of Patient-specific Ear-shaped Cartilage and Its First Clinical Application for Auricular Reconstruction. EBioMedicine. 2018;28:287-302.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29396297/
[6]Shaim H, Shanley M, Basar R, et al. Targeting the αv integrin/TGF-β axis improves natural killer cell function against glioblastoma stem cells. J Clin Invest. 2021;131(14):e142116.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34138753/
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