逆轉(zhuǎn)衰老！《Science》發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞外囊泡新作用！對骨骼、腎臟及血管等多器官的退行性變有顯著影響

“長命百歲”和“返老還童”是人類自古以來的夢想。

但隨著年齡增長，衰老不可避免，這主要源于人體內(nèi)干細(xì)胞的耗竭。為了找到長生不老的“秘訣”，科學(xué)家們開始著眼于具有再生功能的干細(xì)胞。

間充質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal stem cells，MSCs）因廣泛分布于人體多種組織器官且具有強(qiáng)大的自我更新和分化能力而被科學(xué)家們用于抗衰老的研究。他們發(fā)現(xiàn)，來自新生兒人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞（UC-EV）的細(xì)胞外囊泡（EV）可以使源自骨髓的衰老成年MSC再生。

在小鼠模型中，臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞明顯延緩自然衰老小鼠的衰老，對骨骼、腎臟及血管平滑肌等多種組織器官的退行性變有顯著影響。

△ 細(xì)胞外囊泡沉積PCNA可以使衰老的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞恢復(fù)活力，并延緩與年齡相關(guān)的變性

近年來，間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床應(yīng)用得到了廣泛認(rèn)可和推廣，干細(xì)胞憑借自我更新、組織再生等強(qiáng)大的功能也成為了美容抗衰的“新武器”。

為何干細(xì)胞會(huì)發(fā)揮如此“神效”讓不老神話成真呢？

本項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的分泌的細(xì)胞外囊泡(extra-cellular vesicles，EVs)，包括外泌體，這是來源于細(xì)胞的顆粒物，里面包含了大量蛋白質(zhì)和小核酸類物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)局部或者遠(yuǎn)端靶細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)揮其生物學(xué)作用。

研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外囊泡的作用遠(yuǎn)比我們想象的要重要的多，它們還富含細(xì)胞周期、DNA復(fù)制和修復(fù)相關(guān)的“年輕信息”。能力遠(yuǎn)高于成人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞。

△ 間充質(zhì)干細(xì)胞外囊泡改善自然衰老小鼠骨骼、

腎臟和血管等組織器官的退行性變

這些干細(xì)胞外囊泡可顯著提高衰老干細(xì)胞的增殖、自我更新和DNA修復(fù)能力，并降低β-半乳糖苷酶的表達(dá)。

通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的生物信息分析發(fā)現(xiàn)，富含“年輕信息”的外囊泡可以使衰老細(xì)胞在基因表達(dá)上呈現(xiàn)從衰老向年輕切換的轉(zhuǎn)變模式，使得衰老的靶細(xì)胞富集于細(xì)胞周期、DNA復(fù)制修復(fù)相關(guān)的多種信號(hào)通路信息，其中PCNA可能是關(guān)鍵的效應(yīng)分子，外囊泡的逆轉(zhuǎn)效應(yīng)至少部分是通過水平傳遞PCNA實(shí)現(xiàn)。

該項(xiàng)研究從年輕間充質(zhì)干細(xì)胞（臍帶來源）分泌的細(xì)胞外囊泡入手，通過體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)從分子、細(xì)胞和機(jī)體多層次證實(shí)，間充質(zhì)干細(xì)胞外囊泡對成人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞衰老的強(qiáng)大逆轉(zhuǎn)效應(yīng)。

更重要的是，該研究證明了間充質(zhì)干細(xì)胞外囊泡可以在機(jī)體整體水平上延緩自然衰老小鼠的衰老，特別是各個(gè)組織臟器的退行性功能得到顯著改變。

不僅可再生骨髓干細(xì)胞，更讓小鼠的骨骼、腎臟及血管平滑肌等多種組織器官的退行性變有了很大變化，小鼠的整體衰老狀況有所延緩。

我們都知道，干細(xì)胞本身就具有組織再生和修復(fù)損傷的能力，現(xiàn)在新的研究又發(fā)現(xiàn)了干細(xì)胞分泌的外囊泡也具有抗衰老功效，這個(gè)發(fā)現(xiàn)對我們當(dāng)下日益加劇的老齡化社會(huì)和人類健康發(fā)展有著重要意義，也將為人類抗衰老和治療衰老相關(guān)退行性疾病提供新的思路和具有安全轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景的新手段，而我國豐富的間充質(zhì)干細(xì)胞資源，更能為干細(xì)胞的科學(xué)研究和再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展打開新的廣闊領(lǐng)域。