解放軍疾控中心最新研究結果：干細胞上清液對皮膚具有抗老化作用

撰文｜摩西

編輯｜南風

夏天對于愛美人士來說是“又愛又恨”，在秀出美美的皮膚同時，又擔心被陽光曬傷曬黑。眾所周知，陽光中的紫外線（UV）是引起皮膚損傷和老化的主要外部因素，導致皮膚結構完整性下降和正常生理功能破壞。

紫外線（UV）引起外源性皮膚老化，也稱為光老化_[1]。紫外線造成的傷害因波長而異 _[2,3]，UVB輻射造成的皮膚傷害是相同劑量的UVA輻射造成的 800-1000倍_[4]。UVB輻射會導致DNA損傷，發生皮膚紅斑和皮膚癌。

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已有研究表明，基于富含生長因子的血漿技術的自體血清具有顯著的抗光老化特性_[9]。多種血清生長因子，如轉化生長因子β1（TGFβ1）和表皮生長因子（EGF），可以促進和參與皮膚再生的蛋白質的轉錄和合成_[10,11,12]。

圍繞干細胞技術發展的再生醫學，逐漸將視角集中在干細胞解決皮膚衰老的研究上。

干細胞因其無限的增殖潛力和多向分化能力而成為抗光老化研究的熱點領域。干細胞可以降低氧化應激，抑制細胞凋亡和衰老，促進細胞外基質（ECM）的合成和皮膚再生，調節炎癥過程，具有抗皺和美白作用_[1]。

多項研究證實，干細胞可以抵抗光老化，恢復老化皮膚的屏障功能_[20,21,22]。干細胞通過影響周圍微環境的旁分泌機制分泌多種生物活性分子，這表明干細胞條件的培養基可能是干細胞治療的有效替代品。干細胞條件培養基中含有多種生長因子，如ILs、TNF-α、血管內皮生長因子、肝細胞生長因子和GCSF，可通過減少細胞凋亡和抑制氧化應激來保護組織_[24]。

此外，干細胞條件培養基中的外泌體也被證明具有抗光老化作用_[25]。與其他類型的干細胞相比，人臍帶間充質干細胞（hUC-MSCs）可以通過非侵入方式采集，免疫原性較低，增殖速度更快，是再生醫學的首選_[26]。

因此，解放軍疾病預防控制中心開展了一項研究，希望通過評估衰老生物標志物的變化，來驗證以hUC-MSC-CM代表的干細胞條件培養基是否對光老化皮膚具有抗衰老作用。研究結果于近期發表在《干細胞研究與治療》雜志上。

與UVB組相比，hUC-MSC-CM組細胞凋亡比例下降約4.5%，G1期細胞比例下降約5.06%。下圖呈現的結果表明，hUC-MSC-CM 可以抑制 UVB 誘導的 HaCaT 細胞凋亡，同時還可以緩解 G1 期阻滯。此外，UVB 暴露導致細胞增殖減少，而用 hUC-MSC-CM 治療抑制了這種趨勢。

ROS（活性氧）是光引起細胞損傷的重要因素。在 hUC-MSC-CM 干預后ROS含量降低（下圖a），表明hUC-MSC-CM具有抗ROS產生作用，促進了細胞光老化模型中細胞運動的恢復。

基于qRT-PCR分析的關鍵基因表達與蛋白質組學分析的結果一致。其中，MYC、CXCL8、FGF-1和EREG的表達與hUC-MSC-CM干預后的原有趨勢相反（下圖a）。

MYC 是一種原癌基因，參與各種細胞功能的調節，包括細胞增殖 _[60]。CXCL8是SASP的重要炎癥因子和特征分子。FGF-1也被稱為酸性成纖維細胞生長因子。先前的一項研究將純化的 FGF-1 添加到經 UVB 照射的 HaCaT 細胞的培養基中，報道稱 FGF-1 可有效提高HaCaT細胞的存活率89% _[61]。EREG 已被確定為治療由UVB引起的皮膚損傷的潛在靶點_[62]。

qRT-PCR 分析以驗證關鍵基因的表達

研究結果提示這些關鍵基因可能與hUC -MSC-CM的抗光老化作用有關，可以通過降低p53的表達來抑制細胞凋亡，證實了 hUC-MSC-CM對UVB輻射損傷的保護作用。

基于目前的研究結果表明，hUC-MSC-CM 的抗光老化作用可能與 hUC-MSCs 的狀態有關。采用對數生長期收獲hUC-MSCs，hUC-MSCs-CM在第一次細胞傳代時的抗光老化能力更強。這可能與 hUC-MSC-CM 中外泌體的質量有關。

干細胞條件培養基的成分很復雜，包括多種生長因子、多肽、miRNA、外泌體等。雖然各種研究已經證明了這些因子的抗光老化作用，但研究者認為外泌體可能是關鍵抗光老化因子。如果去除外泌體，hUC-MSC-CM 的抗光老化能力會大大減弱_[64]。

外泌體是細胞分泌的細胞外小囊泡，富含蛋白質、脂質和核酸，可以傳遞信號_[67]。研究者推測hUC-MSCs在對數生長期分泌的外泌體含有更利于細胞增殖、活性和轉移的成分。此外，許多研究表明，干細胞在某些外部條件下預處理后，抵抗光老化的能力會增強 _[1]，包括直接用刺激（如炎癥因子）預處理、基因修飾等培養工藝的變化。例如三維 (3D) 和缺氧培養等_[68]，可以增強其治療功能。

結論

多組學相關性分析表明， hUC-MSC-CM 可抑制由 UVB 引起的細胞凋亡和細胞周期停滯，減少 ROS 產生，促進細胞增殖并增強細胞活性。總之，hUC-MSC-CM 有望成為一種有效的抗光老化劑，可用于對抗皮膚老化。

小編說// 一些細胞機構在干細胞衍生產品上，下了點功夫，很多讀者一定也不陌生。物盡其用，將培養細胞后的上清液做成凍干粉，用于皮膚美容抗衰可能是一個好的方向。但國內對于干細胞衍生品的管理，目前還沒有明確的規范可循，所以多數產品的標準無從談起。

參考資料：

Multi-omics analysis of an in vitro photoaging model and protective effect of umbilical cord mesenchymal stem cell-conditioned medium