未老身先衰!最新进展-干细胞疗法改善衰弱症有效,助力老年人“有质量的生活”
衰老衰弱是一种复杂的老年综合征。随着年龄的增长,多种因素导致虚弱的发展,包括基因组不稳定性、DNA损伤、表观遗传改变、干细胞衰竭等。这些相互关联的因素综合导致组织稳态的丧失和器官生理功能的下降。 尽管数十年的研究使人们对虚弱的生物学改变有了越来越多的了解,但目前还没有获得批准的能够有效减轻或逆转衰老虚弱的药物治疗。迄今为止,临床医生已经尝试了多种干预措施来改善和改变虚弱状态,包括体育锻炼、营养等多学科干预,但这些干预措施的效果仍存在争议。
间充质干细胞(MSCs)被认为能够改善与年龄相关的退行性疾病(如退行性骨关节炎、老年痴呆等),并在许多研究中被移植到患者体内,取得积极的治疗效果。 当间充质干细胞归巢到损伤部位时,它们可以发挥减少炎症和促进组织器官受损细胞修复的作用。因此,间充质干细胞疗法或是改善衰老虚弱的潜在治疗方法。
01间充质干细胞的神经保护作用
几乎所有衰老的大脑都会发生特征性变化,包括脑萎缩、神经元和突触连接缺失,进而导致神经元活动下降和与神经变性相关的突触功能障碍,表现为记忆力下降、手脚颤抖等。间充质干细胞通过旁分泌细胞因子进行神经保护,包括促进神经发生、神经分化和抗炎。此外,间充质干细胞还可以通过减少斑块沉积和增强突触稳定性来改善认知功能。
02间充质干细胞的心脏保护作用
心脏衰老表现为心脏功能下降和进行性心脏结构重塑,导致老龄化人群心血管疾病的发生及进展。一些临床前研究表明,间充质干细胞可以通过不同的机制发挥心脏保护作用并促进心脏功能,包括分化为内皮细胞和心肌细胞样细胞以促进新生血管形成和心脏修复、抑制心肌细胞损伤和随后纤维化引起的过度炎症反应、缩小梗死体积以及调节心脏结构重塑等。
03间充质干细胞对肌肉的保护作用
肌肉减少症是老年人虚弱的主要原因。移植间充质干细胞可以对肌肉发挥保护作用,包括抑制肌肉凋亡和调节慢性炎症以及激活常驻骨骼肌干细胞,达到促进肌生成并改善身体机能的目的。
04间充质干细胞对激素异常的治疗作用
激素(旧称“荷尔蒙”),包括胰岛素样生长因子(IGF)、生长激素和性激素,对维持健康的身体成分和器官功能很重要。然而,年龄的增长会导致内分泌系统紊乱和代谢稳态失衡,进而导致激素的总体数量水平下降。除了激素缺乏外,老年人还发生组织对激素作用的敏感性降低。例如,胰岛素抵抗常随着年龄的增长而发展,这是外周组织对胰岛素敏感性较差的表现。间充质干细胞发挥有益的旁分泌作用,分泌多种生长因子和细胞因子,增加合成代谢激素的水平,并通过调节免疫反应来提高胰岛素敏感性。因此间充质干细胞在与年龄相关的激素改变方面具有极大的治疗潜力。
干细胞治疗临床研究
2017年4月,《老年医学杂志》(A系列:生物科学和医学科学)发表了一项非随机剂量递增I期临床研究,评估了同种异体人骨髓来源间充质干细胞治疗在衰老虚弱患者中的安全性和潜在疗效。
15名患者分别接受单次静脉输注干细胞,剂量为:2千万、1亿和2亿,每组5名患者。结果显示,治疗组的所有患者在3个月和6个月时都在6分钟步行测试(常用于心肺评估)中增加了步行距离。炎性细胞因子TNF-α的水平在6个月时下降。 其中,接受1亿细胞剂量的患者在6分钟步行距离、认知状态和身体机能改善方面表现最好。 此外,试 验未发生与治疗相关的严重不良事件,所有患者都能耐受注射良好的间充质干细胞剂量。 上述研究由随机、双盲和安慰剂对照II期研究接替。研究结果于2017年7月发表《老年医学杂志》(A系列:生物科学和医学科学)上。
在II期临床试验中,共有200名衰老虚弱的患者被随机分为1亿组,2亿组和安慰剂组。结果显示,两个治疗组的免疫学改善均有改善。值得注意的是,1亿组患者的表现优于2亿组患者,6分钟步行距离改善,身体机能短,12秒内用力呼气量,炎症生物标志物TNF-α水平从基线降低。更重要的是,这项研究记录了静脉注射间充质干细胞是安全的,在输注后12个月随访内没有发生任何与治疗相关的严重不良事件。 尽管这两项试验是初步的,仍需要更大的随机对照试验才能得出更有说服力的结论,但相信随着干细胞技术的成熟与研究的不断深入,未来干细胞应用于衰老及老年疾病治疗将逐步走向临床。
参考资料:
Zhu, Y., Ge, J., Huang, C., Liu, H., Jiang, H. (2021). Application of mesenchymal stem cell therapy for aging frailty: from mechanisms to therapeutics.Theranostics, 11(12), 5675-5685. https://doi.org/10.7150/thno.46436.
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