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北京协和医学院 | 间充质干细胞与外泌体:对抗衰老及相关疾病的新希望

近期,中国医学科学院北京协和医学院实验动物研究所的科学家在行业期刊《Stem Cell Research & Therapy》发表了一篇标题为《Advances in mesenchymal stem cell and exosome-based therapies for aging and age-related diseases》的综述报告,该报告系统梳理了间充质干细胞(MSCs)及其外泌体(MSC-Exos)在衰老和年龄相关疾病治疗中的研究进展。

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 DOI:https://doi.org/10.1186/s13287-025-04318-1

这篇发表于《Stem Cell Research & Therapy》的综述报告,不仅总结了 MSCs 和 MSC-Exos 的特性与作用机制,还深入探讨了它们在多种疾病中的应用潜力,为抗衰老和相关疾病治疗提供了重要参考。

一、认识 MSCs 和 MSC-Exos:身体的 “修复大师” 与 “信号使者”


间充质干细胞(MSCs)是一种来自中胚层的多能干细胞,最早在骨髓中被发现,后来在脐带、脂肪、牙髓等多种组织中也被找到。

它们就像身体自带的 “修复大师”,既能自我更新,又能分化成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞等多种细胞,还能通过分泌生物活性分子调节免疫反应、促进组织修复。

国际细胞治疗学会(ISCT)给 MSCs 定了 “身份标准”:能贴附在塑料培养皿上生长,表面有 CD73、CD90 等特定 “标记”,且不会引发强烈的免疫反应,这让它们适合用于移植治疗。

而 MSC-Exos 是 MSCs 分泌的一种直径仅 30-150 纳米的微小囊泡,相当于 “信号使者”。
它们包裹着蛋白质、 miRNA 等生物分子,能在细胞间传递信号,发挥与 MSCs 相似的治疗作用,但更安全 —— 避免了细胞移植可能引发的栓塞、免疫排斥等风险。
比如,ExoCarta 数据库中记录了外泌体携带的 9000 多种蛋白质和 3400 多种 RNA,这些分子正是它们发挥作用的 “武器”。
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图示:常见的细胞疗法

二、对抗年龄相关疾病:从卵巢到大脑的 “全面防护”


随着年龄增长,人体器官功能逐渐衰退,卵巢早衰、阿尔茨海默病、动脉粥样硬化、骨质疏松等疾病的风险大幅上升。MSCs 和 MSC-Exos 在这些疾病中展现出了显著的治疗潜力。

1. 卵巢早衰:唤醒 “沉睡” 的卵巢


卵巢早衰(POF)是指女性 40 岁前卵巢功能衰退,导致雌激素下降、生育能力丧失。研究发现,MSCs 能通过多种方式改善卵巢功能:比如调节 AMPK、Wnt 等信号通路,减少卵泡细胞死亡,促进血管新生;脂肪来源的 MSCs(AD-MSCs)甚至能通过转移线粒体,提升老化卵子的质量。

外泌体的作用也不容小觑,脐带 MSC 外泌体携带的 miRNA-21 能抑制破坏卵巢功能的基因,增加卵泡数量,让激素水平恢复正常。在临床试验中,卵巢内注射骨髓 MSC 外泌体已被证实安全,有望成为 POF 患者的新选择。

2. 阿尔茨海默病:保护 “衰退” 的大脑


阿尔茨海默病(AD)的核心问题是大脑中淀粉样蛋白(Aβ)沉积和神经元损伤,导致认知衰退。

MSCs 能通过分泌肝细胞生长因子(HGF)等分子,减少 Aβ 沉积,促进神经再生;它们还能通过线粒体转移,改善神经元的能量供应,缓解氧化应激损伤。

外泌体则像 “精准导弹”,比如脐带 MSC 外泌体携带的 miR-211-5p 能增强降解 Aβ 的酶的活性,骨髓 MSC 外泌体通过调节小胶质细胞(大脑的 “免疫细胞”),减少神经炎症。

临床研究中,鼻内吸入脂肪 MSC 外泌体已被证实能改善 AD 患者的认知功能,且安全性良好。

3. 动脉粥样硬化:疏通 “堵塞” 的血管


动脉粥样硬化(AS)是血管壁脂质沉积、炎症反应导致的血管狭窄,是心脑血管疾病的 “元凶”。MSCs 能抑制血管内皮损伤和炎症:脂肪 MSC 移植后,可通过抑制 NF-κB 信号通路减少血管壁炎症;骨髓 MSC 还能通过 “隧道纳米管” 转移线粒体,修复受损的血管内皮细胞。

外泌体的作用更精准,比如脐带 MSC 外泌体中的 miR-21a-5p 能促进 “抗炎型” 巨噬细胞的形成,减少血管内斑块。临床数据显示,自体脂肪 MSC 治疗能改善患者的血脂水平,降低动脉硬化风险。

4. 骨质疏松:加固 “疏松” 的骨骼


骨质疏松(OP)的本质是骨形成与骨吸收失衡,导致骨量减少、易骨折。骨髓 MSC(BM-MSCs)能通过诱导免疫细胞凋亡,减少对骨骼的破坏;牙髓 MSC(DP-MSCs)则通过分泌 CD39 蛋白,调节成骨细胞与破骨细胞的平衡,其治疗效果甚至优于其他来源的 MSCs。

外泌体同样表现出色,脂肪 MSC 外泌体携带的 miR-146a 能抑制骨吸收相关的炎症反应,增加骨密度。

5. 皮肤衰老:逆转 “岁月” 的痕迹


皮肤衰老是最直观的衰老表现,紫外线照射、胶原蛋白流失是主要原因。MSCs 能促进皮肤成纤维细胞增殖,增加胶原蛋白合成,减少氧化损伤;脐带 MSC 外泌体与水解胶原蛋白肽联合使用时,还能抑制 “破坏胶原蛋白的酶”,让皮肤更紧致。临床试验中,面部注射脐带血 MSC 外泌体已被用于改善皱纹,效果正在观察中。

三、选择 “最佳来源”:不同组织 MSCs 的 “优劣势清单”


MSCs 的来源多样,但并非 “万能”,选择合适的来源对治疗效果至关重要。

骨髓 MSC(BM-MSCs):研究最深入,成骨能力强,但获取时需要骨髓穿刺,痛苦且供体年龄越大,细胞质量越差;
脂肪 MSC(AD-MSCs):从抽脂手术的脂肪中获取,操作简单,免疫调节能力强,但受供体健康状况影响大(如肥胖者的 AD-MSCs 功能可能下降);
脐带 MSC(UC-MSCs):来自出生后的脐带,无伦理争议,增殖能力强,适合异体移植,但分化能力相对有限;
牙髓 MSC(DP-MSCs):从拔除的智齿中提取,成骨和神经分化能力突出,但细胞数量少,研究仍处于早期。

总之,中国医学科学院北京协和医学院的综述报告为我们展示了 MSCs 和 MSC-Exos 作为 “细胞疗法” 和 “无细胞疗法” 的双重潜力。从修复卵巢到保护大脑,从疏通血管到加固骨骼,这些微小的细胞和囊泡正在为抗衰老和年龄相关疾病治疗开辟新路径。随着技术的进步,或许在不久的将来,“用自身细胞对抗衰老” 将从实验室走向临床,让更多人实现 “健康老龄化” 的梦想。