4月29日，國家科技部發(fā)布了國家重點研發(fā)計劃“干細胞研究與器官修復(fù)”重點專項2022年度項目申報指南。

根據(jù)此前發(fā)布的申報指南（征求意見稿），2022年度指南圍繞干細胞命運調(diào)控及機理、干細胞與器官的發(fā)生和衰老、器官的原位再生及其機理，復(fù)雜器官制造與功能重塑、基于干細胞的疾病模型等5個重點任務(wù)進行部署。其中干細胞及器官衰老的干預(yù)技術(shù)研究是重點方向之一。

今天我們就一起來看看，對于干預(yù)衰老及器官修復(fù)，干細胞技術(shù)都取得了哪些進展？

干預(yù)衰老的新手段迫在眉睫

人固有一死，衰老是生命過程的一個階段，所有生物都遵守這一自然規(guī)律。據(jù)WHO數(shù)據(jù)統(tǒng)計[1]，2019年全世界60歲及以上老年人口為10億。到2030年，這一數(shù)字將增加到14億，到2050年，這一數(shù)字將增加到21億。老齡化速度如此之快，人們越來越渴望延緩衰老以及健康地衰老。因此，尋找干預(yù)衰老的新手段迫在眉睫！

衰老表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)變化和功能減退。其中，再生修復(fù)能力降低是老化的主要特征。隨著年齡的增長，人體組織中各種細胞的老化是機體再生修復(fù)能力下降的主要原因。

在研究中，通常利用干細胞的分化能力、旁分泌效應(yīng)等機制來發(fā)揮抗衰老的作用。另外，衰老常常意味著成體干細胞的減少，干細胞功能的失衡，如果通過干細胞移植的手段重新恢復(fù)成體干細胞的活力，這或是抵抗衰老研究常用的手段。

近年來，間充質(zhì)干細胞在衰老相關(guān)性疾病的治療研究中取得了許多研究成果，這些疾病包括腫瘤、2型糖尿病、心血管疾病和神經(jīng)退化性疾病等。

干細胞通過多種途徑來干預(yù)衰老

研究發(fā)現(xiàn)，干細胞通過多種機制幫助機體抵抗衰老：

圖片來自文獻[2]

1.再生修復(fù)功能，干細胞增殖并分化成不同的功能細胞，以取代老化和受損的細胞，維持組織和器官的完整結(jié)構(gòu)和正常功能。

2.微環(huán)境調(diào)節(jié)劑，干細胞可以分泌各種生物活性蛋白，包括生長因子、細胞因子等，并通過細胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)在組織和器官中給不同細胞提供生物學(xué)信息。例如，間充質(zhì)干細胞(MSCs)可以分泌內(nèi)皮生長因子，啟動微血管內(nèi)皮祖細胞增殖和微血管再生；MSCs還可以分泌調(diào)節(jié)免疫功能的細胞因子等。

干細胞技術(shù)在肌膚抗衰老領(lǐng)域的研究應(yīng)用

人體器官的外觀隨著年齡的增長而變化，其中最明顯的是面部衰老。如今，不僅是女性，許多男性也十分關(guān)注自己的外貌改變，人人愛美的時代已經(jīng)到來。面部老化是一個復(fù)雜的過程，既會影響面部的形狀，也會影響面部紋理，如干燥、粗糙、失去光澤和皺紋。

圖片來自文獻[3]

近年來，科學(xué)家們利用干細胞及其衍生物在對抗肌膚衰老的研究中取得了一定的突破。基礎(chǔ)研究表明[3]，MSCs在紫外線誘導(dǎo)的皮膚老化中可發(fā)揮激活真皮成纖維細胞（HDF）增殖、合成膠原蛋白、減少基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）、抗氧化應(yīng)激等作用。

一項臨床試驗[4]將脂肪干細胞條件培養(yǎng)基（ASC-CM）以及胎盤干細胞條件培養(yǎng)基（PSC-CM）注射到面部皮膚，結(jié)果顯示其極大地改善了面部狀況，如紅斑和黑色素等。在對條件培養(yǎng)基成分進行檢測后發(fā)現(xiàn)其中含有轉(zhuǎn)化生長因子-β、血小板衍生生長因子、成纖維細胞生長因子和血管生成血管內(nèi)皮生長因子等，在皮膚重塑和再生中具有重要的功能意義。

干細胞正慢慢突破器官再造的難題

人體各組織器官對于疾病都有一定的耐受能力，但是當(dāng)疾病打擊超過人體所能承受能力時，就會對組織器官造成不可逆的損害，最終甚至導(dǎo)致死亡。對其器官組織衰竭治療的必殺技就是器官移植，但是器官移植面臨供體短缺，費用昂貴以及終身需要免疫排斥等問題。目前，組織工程學(xué)是一門結(jié)合細胞生物學(xué)和材料科學(xué)用于體外或體內(nèi)構(gòu)建組織或器官的新興學(xué)科，有望解決器官再造中的諸多問題。

目前，干細胞因其在體外增殖和分化的能力而成為組織工程的最佳種子細胞。如干細胞體外誘導(dǎo)分化為神經(jīng)細胞，可作為組織工程中神經(jīng)纖維的組成細胞。干細胞分化出的肝細胞可以成為“迷你肝”的種子細胞。此外，隨著生物材料、干細胞和組織微陣列技術(shù)的發(fā)展，人類將在體外創(chuàng)造人體的“真實器官”，并為患者提供組織工程器官進行替代，如組織工程皮膚和血管等[2]。

圖片來自文獻[5]

目前，利用以干細胞為基礎(chǔ)的組織工程學(xué)已經(jīng)在體外再造出仿生耳，胰島以及骨和軟骨等，并進行了初步的動物及臨床試驗。我國學(xué)者進行的一項研究[5]將3D打印技術(shù)和細胞培育技術(shù)結(jié)合，在體外重建了“新耳朵”，而后將其移植到5名先天性小耳畸形兒童身上，并進行耳朵重建�！靶露�朵”在外形與性能方面與另一只耳朵高度相似，極大程度改善了這些兒童的外貌。

展望：

細胞治療無疑是當(dāng)今的熱點之一，利用干細胞，能夠幫助機體恢復(fù)器官的功能與活力。經(jīng)過一段時間的發(fā)展，干細胞抗衰老不再是一個籠統(tǒng)的概念，已經(jīng)發(fā)展到干細胞對衰老相關(guān)疾病的干預(yù)階段，如干細胞對阿爾茲海默癥的療效，干細胞對白內(nèi)障的治療效果等。盡管實現(xiàn)“長生不老”還有待進一步的探討，但干細胞與衰老相關(guān)疾病的一系列研究透露出來的積極信號表明，在不久的將來，我們可以實現(xiàn)“健康”的衰老，不受疾病折磨！