20歲、40歲和60歲的細胞PK：間充質干細胞的驚人區別

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這是生命進程中的自然規律，但也因此，我們更應關注健康和保養的重要性。近期，Journal of Translational Medicine雜志上的一項研究揭示了年齡增長對間充質干細胞功能的負面影響，指出這種與年齡相關的變化可能不利于干細胞治療的成功。

該研究同時建議，鑒于間充質干細胞可以在低溫下保存數十年而不影響其增殖和分化能力，早期保存自體間充質干細胞是一個避免與年齡相關損傷的有效策略。

醫療技術的進步顯著延長了人類的平均壽命，但隨之而來的是老年人群中與年齡相關疾病的增加，如骨質疏松、關節炎和心血管疾病等。這些疾病的發生往往與體內組織再生和修復能力的下降密切相關，而這一現象主要歸因于人體內干細胞的衰老。

間充質干細胞（MSCs）因其能分化為多種細胞類型，在再生醫學中展現出廣泛的應用前景，有關間充質干細胞的臨床試驗涉及幾乎人體的所有系統。

然而，在深入挖掘MSCs應用潛力的同時，年齡對MSCs功能特性的影響這一關鍵問題卻常被忽視。

實際上，年齡不僅影響MSCs的獲取難度與可行性，更直接關系到這些干細胞在治療中的實際效能與安全性。因此，深入剖析并全面理解不同年齡段間充質干細胞的功能差異，對于推動臨床治療精準化、高效化至關重要。

近期發表在“Journal of Translational Medicine”上的一項研究，探討了年輕、中年和老年三個年齡段來源的間充質干細胞的擴增和分化能力的差異。

最終，我們得出了三大結果。

研究顯示，MSCs的擴增能力隨著年齡增長而顯著降低。

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實驗中，研究人員對比了來自年輕、中年和老年捐贈者的MSCs擴增情況，結果如圖所示。

年輕個體的細胞在體外培養時展現出更快的增殖速度，并形成更大的細胞群；相比之下，老年個體的細胞增殖緩慢，形成的細胞群規模較小。

具體而言，年輕個體中的MSCs具有較高的最大增殖次數（PD）和較短的倍增時間（DT），意味著它們能在較短時間內完成更多的細胞分裂循環。

相反，老年個體中的MSCs細胞分裂速度較慢，且培養過程中更易出現細胞老化跡象，如細胞體積增大、形態變化以及β-半乳糖苷酶活性增強等。這些老化特征不僅削弱了細胞的增殖能力，還可能對其分化潛力造成不利影響。

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隨著年齡增長，MSCs的分化能力顯著減弱。

研究進一步揭示，不同年齡段的MSCs在分化能力上也存在顯著差異。研究人員分別評估了這些細胞向骨細胞、軟骨細胞和神經細胞的分化潛能。

成骨分化能力：老年個體表現不佳

與年輕個體相比，老年個體的MSCs在成骨分化實驗中表現較差。Von Kossa染色結果顯示，老年個體的MSCs形成的礦化基質較少，且成骨相關基因（如骨鈣素和堿性磷酸酶）的表達顯著降低。

年輕個體的MSCs在成骨分化過程中能形成更多的鈣化結節，表明它們在骨組織再生中具有更高潛力。相反，老年個體的MSCs成骨能力明顯下降，這可能影響其在骨折愈合和骨質疏松治療中的應用。

軟骨分化能力：老年個體同樣表現不佳

在軟骨分化能力方面，研究通過Alcian blue染色和基因表達分析等方法發現，老年個體的MSCs在軟骨基質形成和軟骨相關基因（如聚集蛋白聚糖和II型膠原蛋白）表達上均不及年輕個體。

年輕個體的MSCs在軟骨分化過程中能形成更豐富的軟骨基質，而老年個體的MSCs軟骨形成能力顯著下降。這一現象可能與軟骨細胞老化過程中分泌的細胞外基質成分變化有關。

神經分化能力：初期無顯著差異，但后期有所下降

與成骨和軟骨分化不同，在MSCs分化為神經細胞的初期階段，各年齡段細胞的神經樣分化潛力無顯著差異。免疫細胞化學分析顯示，各年齡段細胞的巢蛋白（nestin）表達水平和神經特異性基因（如NFM和NSE）的表達均無顯著差異。

然而，值得注意的是，在分化后期，老年個體的MSCs神經分化能力相較于年輕個體仍有所下降。

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細胞老化是影響MSCs功能的關鍵因素。隨著年齡增長，細胞內氧化應激和DNA損傷逐漸累積，導致細胞老化。為評估細胞老化程度，研究人員檢測了細胞內的β-半乳糖苷酶活性、p16和p21基因表達水平等指標（實驗結果見下圖）。

結果顯示，與年輕個體相比，老年個體的MSCs在這些老化指標上均顯著增加，這與MSCs增殖能力下降和分化潛力減弱的現象相一致。

此外，研究還發現，老年個體中的MSCs的超氧化物歧化酶（SOD）活性顯著降低。SOD是一種重要的抗氧化酶，能夠清除細胞內的超氧化物自由基，從而保護細胞免受氧化損傷。

SOD活性的降低意味著老年個體的MSCs在面對氧化應激時更易受損，進而加速細胞老化。這一發現提示，抗氧化治療可能具有改善老年個體MSCs功能的潛在應用價值。

隨著時間的推移，我們必須正視人體干細胞含量和功能隨年齡增長而逐漸降低的現實。在青春時期，干細胞如同強大的“后備力量”，但隨著年齡的增長，其數量和功能都逐漸衰退，使得老年人機體恢復更為困難。

因此，建議盡早保存間充質干細胞，以規避與年齡相關的損傷風險。同時，間充質干細胞免疫原性較低，親緣間使用相對安全，這也使得新生兒誕生時的“0歲細胞”受到了廣泛關注。

展望未來，深入探索年齡相關機制，優化間充質干細胞的篩選、保存與擴增策略，以及研發針對老年間充質干細胞的功能增強技術，將成為再生醫學領域的重要研究方向。