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到80歲,你體內(nèi)還剩多少個間充質(zhì)干細胞?它們的功能又是怎樣的

文章來源:健康界發(fā)布日期:2024-09-06瀏覽次數(shù):32

隨著研究的不斷發(fā)展,人們已經(jīng)認識到,年齡越大,人體內(nèi)干細胞的含量就越低;并且隨著年齡增長,人體干細胞的功能表現(xiàn)越差,分化能力也有所下降。根據(jù)發(fā)表的文獻,80歲時人體內(nèi)的MSCs數(shù)量僅為新生兒期的1/200左右。同時文獻也表明,年齡對間充質(zhì)干細胞的功能特性具有深遠影響,不僅限制了其在臨床應(yīng)用中的擴增效率和分化潛能,還加劇了細胞老化等現(xiàn)象,從而嚴重影響了治療效果的穩(wěn)定性和安全性。提前儲存自體間充質(zhì)干細胞,成為了一種前瞻性的策略,旨在規(guī)避因年齡增長而可能導(dǎo)致的細胞損傷。

每個細胞都像我們?nèi)梭w一樣,有它自己的"生命時鐘",從出生到長大再到老去。細胞生命周期各異,影響人體各階段的生理狀態(tài)。

近年來,隨著醫(yī)療科學(xué)的不斷進步與研究,間充質(zhì)干細胞(MSCs)被證明在組織修復(fù)以及維持人體健康中發(fā)揮著重要的作用。然而,研究者們發(fā)現(xiàn)隨著人們的年紀漸長,人體內(nèi)的間充質(zhì)干細胞的數(shù)量與功能也會隨之趨于衰退。

這是生命法則中不可逆轉(zhuǎn)的自然規(guī)律,這同時也鞭策著研究者們加大對健康維護與抗衰老策略的關(guān)注。

從0歲到80歲,間充質(zhì)干細胞數(shù)量的變化

間充質(zhì)干細胞廣泛存在于人體的各個組織中,包括骨髓、脂肪、臍帶和胎盤等組織。隨著研究的不斷發(fā)展,人們已經(jīng)認識到,年齡越大,人體內(nèi)干細胞的含量就越低;并且隨著年齡增長,人體干細胞的功能表現(xiàn)越差,分化能力也有所下降。

2007年,間充質(zhì)干細胞之父Arnold Caplan測定了不同年齡段的骨髓MSCs的含量[1]。結(jié)果表明,人體內(nèi)的MSCs數(shù)量隨著年齡的增長而逐漸減少。如下圖所示,從出生到80歲,機體MSCs的含量會呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。

數(shù)據(jù)顯示,在新生兒體內(nèi),每1萬個骨髓細胞里就有1個是MSC,30歲的時候每25萬個骨髓細胞里有1個MSC,50歲時每40萬個骨髓細胞里有一個MSC,到了80歲,每200萬個骨髓細胞里只能挑出一個。

研究還指出個體從出生到80歲,MSCs的含量變化可以主要分為以下三個階段:

(1) 新生兒期到成年初期(0-20歲):在新生兒和兒童期,人體內(nèi)的MSCs含量相對較高,每集落形成單位的MSC骨髓滴度為0.01%。

這一時期的干細胞具有極強的增殖能力和多向分化潛力,能夠高效地支持快速生長和組織修復(fù)。這也是為什么兒童在受到損傷后通常能夠更快地愈合。

(2) 成年期(20-50歲):隨著個體進入成年期,MSCs的數(shù)量開始逐漸減少,青少年時期人體內(nèi)的MSCs數(shù)量約為出生時的1/10,30歲的時候約為出生時的1/25,到了50歲的時候這個比值就會降至1/40。

盡管如此,成年期的干細胞仍然能夠有效地支持大部分組織的正常修復(fù)和維護。然而,這一時期的MSCs增殖能力和多向分化潛力已不如兒童期強大,因此成人在面對嚴重損傷或慢性疾病時,修復(fù)速度和效果可能不如年輕時。

(3) 老年期(50-80歲):在老年期,機體的MSCs的數(shù)量進一步大幅減少。據(jù)研究,80歲時人體內(nèi)的MSCs數(shù)量僅為新生兒期的1/200左右。

這一的減少不僅影響了骨骼和軟骨等組織的再生能力,還影響了機體對抗損傷和疾病的能力,使得老年人面臨更高的慢性疾病和損傷風(fēng)險。因此,老年人更易出現(xiàn)骨質(zhì)疏松、關(guān)節(jié)炎等與組織退化相關(guān)的疾病。

文獻表明:

年輕的間充質(zhì)干細胞更有益處,

提前存儲可避免年齡帶來的細胞損傷

間充質(zhì)干細胞因其強大的自我更新能力以及分化能力在再生醫(yī)學(xué)中已經(jīng)具有廣泛的應(yīng)用前景。如下圖所示[2],MSCs在多系統(tǒng)臨床疾病的診療過程中已經(jīng)展現(xiàn)出了巨大的治療潛力。

但MSCs在臨床疾病診療過程中發(fā)揮的作用總是不盡相同的,這大部分可以歸因為一個常常被大家所忽略的問題,那就是由于MSCs質(zhì)量的不同。近年來,越來越多的研究發(fā)現(xiàn),年齡對間充質(zhì)干細胞的功能和質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。

Choudhery M S團隊等人在"Journal of Translational Medicine"雜志上發(fā)布的研究就探討了不同年齡段(年輕、中年和老年)來源的間充質(zhì)干細胞(MSCs)的擴增和分化能力的差異。

研究者將參與者按照年齡分為3組,年輕組(<30歲)、成人組(35-50歲)和老年組(>60歲),并對他們的MSCs進行擴增和體外分化潛力等檢測,主要結(jié)果如下圖所示[3]。

從以上的結(jié)果我們可以很容易的看出,年輕個體的MSCs細胞在體外培養(yǎng)時,能夠在較短的時間內(nèi)完成更多的細胞分裂循環(huán)從而快速增殖并形成更大的細胞群,且年輕個體中的MSCs在成骨分化過程中能夠形成更多的鈣化結(jié)節(jié),這表明它們在骨組織再生中具有更高的潛力。在軟骨分化,神經(jīng)分化方面,年輕個體的MSCs也展示著不同程度的益處。

此前,《Journal of Cellular Physiology》上發(fā)表的一篇名為"Adult Mesenchymal Stem Cells for Tissue Engineering Versus Regenerative Medicine"的綜述研究就深刻揭示了年齡增長對間充質(zhì)干細胞的數(shù)量及功能造成的不利影響[1]。

研究人員認為,年齡對間充質(zhì)干細胞的功能特性具有深遠影響,不僅限制了其在臨床應(yīng)用中的擴增效率和分化潛能,還加劇了細胞老化等現(xiàn)象,從而嚴重影響了治療效果的穩(wěn)定性和安全性。

細胞老化是影響MSCs功能的一個重要因素。隨著年齡的增加,細胞內(nèi)累積的氧化應(yīng)激和DNA損傷增加,導(dǎo)致細胞老化的發(fā)生。

在實驗中,研究人員通過檢測細胞內(nèi)的β-半乳糖苷酶活性、p16和p21基因表達水平等指標來評估細胞的老化程度(實驗結(jié)果見下圖)。

結(jié)果表明,老年個體中的MSCs在這些老化指標上較年輕個體均表現(xiàn)出增加,這與MSCs增殖能力下降和分化潛力減弱相一致。

研究還進一步指出,鑒于間充質(zhì)干細胞在低溫條件下能夠長期保存而不喪失其增殖與分化潛能,因此提前儲存自體間充質(zhì)干細胞,成為了一種前瞻性的策略,旨在規(guī)避因年齡累積而可能導(dǎo)致的細胞損傷。

小結(jié)

綜上所述,間充質(zhì)干細胞的數(shù)量與功能隨年齡增長而衰退,這一現(xiàn)象不僅揭示了生命科學(xué)的深刻奧秘,也為我們理解健康維護與抗衰老策略提供了重要視角。

面對這一自然規(guī)律,提前儲存自體間充質(zhì)干細胞可能會成為未來一種前瞻性的健康保障手段,旨在為未來可能面臨的健康挑戰(zhàn)儲備寶貴的"生命資源"。

同時,進一步深入研究間充質(zhì)干細胞的增殖、分化機制及其在不同年齡段的變化規(guī)律,將有助于我們開發(fā)出更加精、高效的醫(yī)療手段,以應(yīng)對衰老帶來的各種健康問題,提升人類生命質(zhì)量。相信在這個過程中,科技的力量將會不斷推動我們向更加健康、長壽的未來邁進。