年輕干細胞VS衰老干細胞，差別有多大？4組研究數據給出答案

本文重點摘要

同樣是干細胞，來自24歲和64歲供體的效果竟天差地別。

這項發表在《Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism》的研究給行業敲響了警鐘：年輕干細胞治療中風后第7天就見效，而老年干細胞直到第21天才看到差異——14天的差距，對患者而言可能是完全不同的預后。

機制層面，年輕干細胞的BDNF分泌量是老年細胞的近4倍，炎癥控制效果近乎后者的2倍，成熟血管數量多出近1.5倍，引導神經干細胞遷移的能力也顯著更強。

這項研究告訴人們：細胞質量，從細胞年齡這一步就已經決定。

本期撰文：中山大學 淺藍

本文審核專家：江蘇大學附屬醫院 李晶教授

在過去的二十年里，干細胞治療已被確立為一種有前景的治療策略。

其中，間充質干細胞(MSCs)具有顯著的可塑性和獨特的特性，是治療中風的理想細胞。

越來越多的證據表明[5]，MSCs的治療潛力與MSC衍生的產物如分泌體和外泌體密切相關，以促進內源性再生潛力以及恢復中風后失去的神經元功能。

但是干細胞的來源年齡一直是被大家忽略的一大重要問題。

日前，發表在“Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism”上的研究表明[1]，年輕的干細胞與老年干細胞在臨床上所發揮的作用和結果有著天壤之別。

年輕干細胞VS老年干細胞，效果顯著不同

研究團隊選取了兩種人類間充質干細胞：年輕組的干細胞來自 24 歲健康男性，老年組的干細胞來自 64 歲健康男性。

然后將這兩種干細胞，在中風后 24 小時后通過動脈注射到大鼠的頸內動脈中。為評估大鼠功能恢復情況，研究團隊在在中風后第 0、1、2、7、10、14、17 和 21 天使用 mNSS 進行行為評估，該測試包括運動、感覺反射和平衡測試。主要結果如下圖所示：

（圖片可見參考文獻1）

由上圖我們可以看出，經干細胞治療 21 天后，兩組神經功能評分顯示：年輕干細胞組評分中位數 4 分（恢復最好），而反觀老年干細胞組評分的中位數則為5 分，對照組（無治療）評分的中位數為6 分（恢復最差）。

更值得讓人注意的是：年輕組在經干細胞治療后第 7 天就開始顯現了治療效果，而老年干細胞要等到第 21 天才勉強看出差異。

這對于中風而言無疑是意義重大的，早一天恢復，對中風患者意味著更少的后遺癥以及更高的生活質量。

年輕的干細胞為何更優？科學家揭示核心機制

為什么同樣是干細胞，年輕人的就是比老年人的厲害？

研究者們們深入挖掘，發現了四大核心機制。

對比維度

核心差異結論

神經營養因子分泌

年輕干細胞 BDNF 分泌量是老年干細胞近4倍，

可更高效為神經細胞存活、生長、修復提供關鍵營養支持

抗炎修復能力

年輕組使小膠質細胞激活面積較未治療組減少約58%，老年組僅減少約31%，炎癥控制效果明顯更優

血管成熟與供血能力

年輕組成熟血管數量是老年組的近1.5倍，血供重建更扎實

神經再生引導

年輕組引導星形膠質細胞精準指向梗死核心，神經干細胞遷移顯著多于老年組

第一個就是神經營養因子。

年輕細胞是 "分泌機器"。

年輕干細胞分泌的 BDNF（腦源性神經營養因子），是老年干細胞的 4 倍！

BDNF 可以理解為是大腦的 "營養液"，是神經細胞存活、生長、修復的關鍵物質。

20-30 歲供體的 BDNF 分泌量是 76.27 pg/ml，而 57-77 歲供體只有 19.45 pg/ml。

第二個機制是抗炎能力。

中風后的大腦會陷入劇烈的炎癥風暴，這是造成二次損傷的元兇。

而年輕干細胞能夠使小膠質細胞（大腦的炎癥細胞）激活面積減少 58%，而老年干細胞只能減少 31%。

炎癥少一點，相對應大腦的神經元就多活一點，功能也就多恢復一點。

第三個機制是血管成熟。

大腦修復需要血液供應，而經年輕干細胞治療后，新生血管數量較老年組增加 30%，成熟血管（可以簡單理解為不會漏血、能真正供血發揮功能的血管）也是老年干細胞組的 1.85 倍。

第四個機制是神經再生。

大腦里有神經干細胞，它們會遷移到受損區域進行修復。但是它們需要“導航”，而大腦中的星形膠質細胞就像大腦里的 "鐵軌"，神經干細胞沿著這些鐵軌遷移。

而年輕的干細胞能夠像“建筑師設計圖紙”一樣讓這些 "鐵軌" 精準地指向腦梗死核心。

由本文數據可知，遷移到損傷區的神經干細胞數量，年輕組是老年組的 2.1 倍；星形膠質細胞定向指數，年輕組也顯著高于老年組。

臨床啟示：干細胞的來源是首要質量控制標準

本研究從轉化醫學角度，明確了供體年齡是決定 MSC 治療缺血性卒中療效的獨立關鍵因素。

其核心學術貢獻在于：

（1）首次在卒中模型中系統驗證了干細胞衰老對治療效能的負面影響；

（2）揭示了 "神經營養因子分泌 - 抗炎 - 血管成熟 - 內源性神經發生" 的年齡依賴性級聯效應；

（3）發現了星形膠質細胞定向排列引導神經干細胞遷移的新機制。

對臨床轉化的啟示包括：

第一，自體 MSC 移植策略在老年卒中患者中可能存在固有缺陷，需重新評估自體與異體 MSC 的選擇策略；

第二，供體年齡應作為干細胞制備的首要質量控制標準；

第三，通過表觀遺傳重編程或藥理學手段逆轉老年干細胞的衰老表型，可能成為新一代干細胞治療的研發方向。

小結

這項研究補齊了干細胞臨床應用中長期缺失的關鍵一環，也給整個干細胞行業敲響了警鐘：干細胞治療從來不是“有細胞即可”，細胞質量遠比細胞數量更為重要，而供體年齡，正是把控干細胞質量第一道、也是最核心的關卡。

臍帶和胎盤間充質干細胞作為最年輕的間充質干細胞，近年來被廣泛應用到多種健康改善的臨床探索當中，憑借年輕化細胞優勢展現出亮眼修復潛力。

細胞衰老帶來的功能短板難以逆轉，嚴把細胞源頭品質，是干細胞療法走向標準化、規范化發展的必由之路。

參考文獻：

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[3] Xiong Y, Wakhloo AK, Fisher M. Advances in Acute Ischemic Stroke Therapy. Circ Res. 2022 Apr 15;130(8):1230-1251. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.121.319948. Epub 2022 Apr 14. PMID: 35420919I

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[4] Nguyen H, Zarriello S, Coats A, Nelson C, Kingsbury C, Gorsky A, Rajani M, Neal EG, Borlongan CV. Stem cell therapy for neurological disorders: A focus on aging. Neurobiol Dis. 2019 Jun;126:85-104. doi: 10.1016/j.nbd.2018.09.011. Epub 2018 Sep 13. PMID: 30219376; PMCID: PMC6650276.

鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30219376/

（1）科技工作者日是每年的5月30日。這個節（2）日于2016年11月25日設立，旨在紀念和（3）慶祝科技工作者的貢獻和成就。自2017（4）年起，每年的5月30日被設立為“全國科（5）技工作者日”，以鼓勵和支持科技工作者的創新和貢獻。