間充質干細胞旁分泌功能在面部抗衰老領域的應用

間充質干細胞(MSCs) 是中胚層來源的非造血細胞，存在于許多器官和結締組 織中。目前研究人員從骨髓、骨小梁、骨膜、骨骼肌、 皮膚、外周血和臍帶等組織器官中均已分離得到MSCs。但這些組織來源的MSCs，普遍存在著取材損傷大、組織收集量少、細胞產出低等問題，要達到有效的臨床作 用前都需要一定程度的體外擴增或進一步的處理。

自2001年科學家首次從脂肪組織中分離、提取出間充質干細胞(ADSCs)并命 名以來，ADSCs因來源廣泛、取材方便、組織損傷小、 擴增迅速等優點已成為細胞治療和組織工程應用中的 理想工具。

眾多研究發現，ADSCs在體內損傷修復、 抗衰老等方面均可發揮較為顯著的作用；其生物學作用 的實現一部分通過多向分化能力，ADSCs可分化為脂 肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱等多種細胞，補充替代老化、 缺損的組織細胞；另一部分通過旁分泌功能，ADSCs 可合成及分泌多種細胞因子、多肽類、氣體分子等活性 成分，提高受損細胞的生命力和抗凋亡能力。

但有觀 點認為，ADSCs在一些組織損傷的治療過程中主要依賴旁分泌功能的作用，其多向分化能力的作用實際效果非 常有限，比如在心肌梗死模型中，ADSCs對梗死區域受 損心肌細胞的修復作用。

干細胞旁分泌功能的研究始于2003年，研究人員將骨髓MSCs用于治療心肌梗死SD大鼠模型，發現注入骨髓MSCs后短短72 h即可出現大鼠心臟功能的改善。而此前的實驗中，大鼠骨髓MSCs經5-氮雜胞 苷誘導分化后二三周才能出現自發性搏動，產生心肌特 異性標志物。

由此，他們認為骨髓MSCs可能分泌某 種物質促進受損心肌細胞的修復再生。在其后的實驗 中，骨髓MSCs被證實可通過分泌血管內皮生長因子、 成纖維細胞生長因子2、肝細胞生長因子、胰島素樣生長因子1等多種細胞因子，保護心肌細胞、抑制凋亡， 進而改善心功能。其他學者也進一步證實，包括 ADSCs在內的多種MSCs普遍具有表達、合成及分泌多 種生物活性物質，調控周圍細胞生長和功能的能力，即旁分泌功能。

十多年來ADSCs一直是干細胞研究領域的重點，其旁分泌功能對于抗衰老作用更是近年研究的熱點。人們 對ADSCs旁分泌功能在抗衰老過程中的作用及機制研究日益關注。ADSCs通過分泌一系列活性成分在抑制皮膚老化、美白肌膚、輔助脂肪移植、促進毛發再生等諸 多抗衰老方面均有較顯著的效果。

ADSCs旁分泌的成分?

ADSCs可分泌多種生長因 子，如表皮生長因子、轉化生長因子β、血小板衍生生 長因子、血管內皮生長因子、成纖維生長因子、胰島素 樣生長因子等，以及膠原蛋白(Ⅰ型、Ⅲ型)和纖維粘連 蛋白。

除此之外，ADSCs還可分泌炎性因子。研究發現在ADSCs條件培養基中發現27種細胞因子，除了9種生 長因子外還含有18種炎性相關因子，包括8種促炎性因 子，干擾素γ、白細胞介素1β、白細胞介素8、白細胞 介素9、白細胞介素12、白細胞介素15、白細胞介素17 和腫瘤壞死因子α；4種抗炎性因子，白細胞介素1Ra、 白細胞介素4、白細胞介素10和白細胞介素13；以及6 種趨化因子，嗜酸性粒細胞趨化因子、干擾素誘導蛋白 10、單核細胞趨化蛋白1、巨噬細胞炎性蛋白和調節活 化正常T細胞表達與分泌趨化因子。

這些細胞因子按功能可分為5類：

①免疫調節作用， 如轉化生長因子β、肝細胞生長因子、白細胞介素6、前 列腺素E2；

②血管形成作用，有血管內皮生長因子、肝 細胞生長因子、轉化生長因子β2、成纖維細胞生長因子 2、堿性成纖維細胞生長因子、粒-巨噬細胞集落刺激因 子；

③中樞神經系統再生作用，胰島素樣生長因子1、腦 源性神經營養因子、神經生長因子、膠質細胞源性神經 營養因子；

④造血支持作用，如肝細胞生長因子、粒-巨 噬細胞集落刺激因子、白細胞介素6，7，8，11、腫瘤 壞死因子α；

⑤其他，脂聯素、血管緊張素、組織蛋白 酶D、視黃醇結合蛋白、基質細胞衍生因子1等。

近年來研究發現，ADSCs還可分泌直徑20-1 000 nm 脂質雙層膜包裹結構的亞細胞顆粒，被稱為胞外囊泡（外泌體）。胞外囊泡可從干細胞等多種類型細胞中釋放，也可被多種細胞攝入，含有與母細胞相似的生物活性物質，包括RNA、DNA、蛋白質、脂質及完整的細胞器如線粒體等。微囊泡可參與調控機體正常生理功能和異常病理過程，被認為是細胞之間通訊的新機制。

ADSCs旁分泌功能的抗衰老作用?

眾多實驗證實， ADSCs分泌的多種細胞因子具有增強細胞增殖和遷移 能力，促血管形成及抗細胞凋亡等作用，促進組織功能恢復正常，減少損害，在抗衰老領域有較顯著的應用效果。

抗皮膚老化?

皮膚衰老外在表現為肌膚松弛，彈性下降，皺紋增多、加深等；其內在機制是成纖維細胞 衰老、受損，數量減少、合成功能下降及異常，導致膠 原蛋白含量減少，彈性蛋白變性，最終真皮厚度變薄， 皮膚老化。紫外線照射引起的光老化是導致皮膚衰 老的最主要外因。

研究表明，ADSCs所分泌的胰島素樣生長因子、表皮生長因子、轉化生長因子β、白細胞介素1和腫瘤壞 死因子α，可改善中波紫外線引起的皮膚成纖維細胞損傷，加強成纖維細胞增殖及合成膠原蛋白的能力，其中轉化生長因子β在體外實驗中刺激成纖維細胞的作用最強。

美白皮膚

“膚如凝脂肌如雪”是女性同胞們歷來所崇尚美的標準之一，但隨著年齡的增長色素沉著使膚色漸漸變暗。皮膚黑色素是由位于表皮基底層的黑素細胞合成的。當黑素細胞受到外界刺激(紫外線、化學刺 激、情緒壓力等)時會合成黑色素，導致皮膚顏色變深。酪氨酸為黑素細胞制造黑素的主要原料，酪氨酸酶是酪氨酸轉變為黑素過程中的主要限速酶。

ADSCs分泌的轉化生長因子β1可通過下調酪氨酸 酶活性減少酪氨酸酶相關蛋白的表達，最終抑制黑色素 的合成，起到美白皮膚作用。

輔助脂肪移植?

伴隨著衰老，面部皮下組織萎縮，皮膚失去一定容積的支撐，出現川字紋、法令紋、 木偶紋等較深的皺紋，以及上瞼、太陽穴、面頰等處的凹陷，使人看上去衰老憔悴。

在ADSCs輔助脂肪移植技術出現前，臨床上依靠單純移植顆粒脂肪進行軟組織填 充。脂肪組織移植后48 h才會出現血管再生，這種血運建立的不及時造成局部組織缺氧，脂肪細胞壞死、液化 吸收，脂肪囊形成和脂肪存活率低等問題。

研究發現，ADSCs對缺氧的耐受能力要遠高于普通 移植脂肪組織[40]。在缺氧環境下ADSCs可聚集于血管周圍，分泌釋放堿性成纖維細胞生長因子、肝細胞生長因 子、血管內皮生長因子、胰島素樣生長因子1等多種血 管生成相關因子，促進脂肪組織的血管再生，提高脂肪 細胞抗缺氧的能力并抑制其凋亡。

促進毛發生長?

毛發生長周期可分為生長期、退行期及休止期，成人正常狀態時至少80%的頭皮毛囊處 于生長期。當因衰老、內分泌失調、精神等原因導致大 量毛囊從生長期提前進入休止期后，正常的終毛便會脫 落導致脫發。ADSCs分泌的大量生長因子如胰島素樣生長因子 結合蛋白(IGFBP-1、IGFBP-2)、巨噬細胞集落刺激因 子、血小板衍生生長因子等可刺激毛囊生長，調節毛 發周期，使更多毛囊進入生長期，從而促進毛發的再生。

除了直接移植ADSCs或使用ADSCs條件培養基利用其旁分泌功能的辦法外，近年來發現其分泌的胞外囊 泡含有與ADSCs近似的生長因子、趨化因子、脂質等多種活性物質，可能也具有相似的生物活性。并且胞外囊泡（外泌體）相比ADSCs具有更多的優勢：

①性質更穩定，更 好保存，易于管理；

②不含活細胞，無惡變可能性；

③ 生物學功能不隨時間延長而衰減；

④顆粒小不易堵塞血 管；

⑤低抗原性，同種異體應用不會引起免疫反應。

EVs 通過轉運多種細胞因子、mRNA和miRNA，使衰老損傷 的組織細胞恢復活力，增強細胞增殖、遷移及合成細胞外基質能力，實現年輕化的作用，非常有可能作為 ADSCs旁分泌的重要媒介得到廣泛使用。