《International Journal of Molecular Sciences》：Genome-Wide Identification and Expression Analysis of the HDAC Gene Family in Stevia rebaudiana
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衰老与炎症密切相关，并且是慢性疾病的最大风险因素。间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）和外泌体（exosomes）具有抗炎、促愈合和免疫调节作用，使其成为逆转组织和器官衰老、改善整体器官功能以及促进长寿的有吸引力的候选方案。
衰老与炎症密切相关，并且是慢性疾病的最大风险因素。间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）和外泌体（exosomes）具有抗炎、促愈合和免疫调节作用，使其成为逆转组织和器官衰老、改善整体器官功能以及促进长寿的有吸引力的候选方案。我们假设，使用MSCs和/或外泌体治疗能够改善健康哺乳动物器官系统和组织的功能、延长寿命，并且来自较年轻动物的干细胞治疗比来自较年长动物的干细胞治疗具有更强的年轻化效应。通过对PubMed索引的科学文献进行综述，我们试图确定是否存在可靠的临床前和/或临床证据支持这些假设。共筛选出34项临床前研究，这些研究表明干细胞和/或外泌体能够恢复骨密度、改善肌肉力量、显著年轻化多个器官系统并延长寿命。干细胞治疗似乎能够延长寿命，且干细胞和外泌体治疗均能有效年轻化并改善哺乳动物系统的组织和器官功能。干细胞能够延长哺乳动物的整体寿命。骨髓来源间充质干细胞移植能够恢复小鼠的骨密度。MSCs对小鼠衰老肌肉具有再生作用。干细胞和外泌体对动物器官系统均具有年轻化效应。在无病理状态的情况下，干细胞和外泌体能够改善器官功能。
论文主体内容总结
1. 引言
衰老是生存和生育所必需的生理功能逐渐退化的过程。基因组不稳定、端粒磨损、表观遗传改变、蛋白质稳态丧失、慢性炎症、营养感知失调、线粒体功能障碍、细胞衰老、干细胞耗竭以及细胞间通讯改变是不同生物体衰老的普遍标志。衰老是慢性疾病（包括心脏病、阿尔茨海默病、癌症和慢性肾病）的最大风险因素。间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）是多能细胞，可分化为多种类型的人体细胞，包括骨、软骨、脂肪、肌肉和神经等。MSCs可从脐带、胎盘、牙髓、骨髓和脂肪等多种组织来源中分离。MSCs和外泌体具有抗炎、促愈合和免疫调节作用，其通过分泌转化生长因子-β1（TGF-β1）、前列腺素E2（PGE2）和肝细胞生长因子（HGF）等生长因子和细胞因子来调节机体免疫应答。MSCs还分泌细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs），其中外泌体是直径约100–200纳米的微小囊泡，含有多种蛋白质、miRNA和DNA。通过对PubMed索引文献的检索，该研究旨在确定是否有科学证据支持使用MSCs和外泌体在无特定疾病状态下逆转组织和器官衰老、改善功能并延长寿命。
2. 结果
2.1. 长寿/骨密度
一项临床前研究将年轻供体的骨髓来源间充质干细胞（BMSCs）移植入老年小鼠，结果不仅恢复了骨密度，还意外地延长了老年小鼠的寿命。对照组小鼠平均寿命为765天，接受年轻BMSCs移植的小鼠平均寿命为890天，接受年老BMSCs移植的小鼠平均寿命为789天。年轻干细胞移植小鼠的寿命延长了16%。另一项研究在6月龄免疫缺陷小鼠中评估了BMSCs的作用，结果显示BMSCs移植小鼠的平均寿命延长比对照组高33.4%。其潜在机制可能涉及BMSCs分泌的EVs中所含的miRNA，可进入周围细胞并减少与细胞衰老相关的标志物（如PTEN、MYC和IGF-1R），同时降低IL-6和IL-1β水平，从而减少衰老相关分泌表型（SASP）。
2.2. 肌少症/力量
肌少症是与衰老相关的肌肉质量和力量进行性丧失。一项研究将临床级人脐带来源间充质干细胞（hUC-MSCs）用于两种年龄相关肌少症（AAS）小鼠模型（SAMP8和D-半乳糖诱导小鼠），发现hUC-MSCs改善了肌肉力量并恢复了肌肉形态。hUC-MSCs被认为通过分泌HGF和血管内皮生长因子（VEGF）等生物活性分子激活AMP活化蛋白激酶（AMPK）信号通路，进而改善线粒体功能障碍并激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1-α（PGC1-α），该蛋白在骨骼肌线粒体生物合成中发挥重要作用。此外，hUC-MSCs的作用还抑制了Caspase-3、8等凋亡相关蛋白，有助于防止进一步的肌肉流失。
2.3. 大脑
干细胞经静脉注射时不能有效穿过健康血脑屏障（BBB）。然而，外泌体已被至少41项动物研究证明可通过鼻顶筛板进入脑脊液，绕过血脑屏障进入神经元。一项研究表明，MSCs分泌的外泌体（MSC-exos）可减少衰老小鼠大脑中的线粒体凋亡并降低氧化应激。一项临床前研究显示，hUC-MSCs可减轻小胶质细胞衰老、减少脂质沉积并抑制NF-κB-SREBP1信号通路，最终减轻神经炎症和神经元损伤。另一项研究发现，静脉注射极化MSCs可降低血清中促衰老趋化因子水平，对海马神经发生和行为产生积极影响。在D-半乳糖诱导的衰老小鼠模型中，3个月的hUC-MSCs治疗改善了学习、记忆和海马突触可塑性。另一项研究显示，BMSCs通过恢复多巴胺能（DA）系统功能、保护黑质（SN）中萎缩的DA神经元、诱导抗氧化效应和分泌神经营养生长因子，预防了D-半乳糖诱导衰老大鼠模型中的运动和协调缺陷。
2.4. 肾脏
肾小球滤过率（GFR）在40岁后通常下降。动物研究表明骨髓来源细胞对肾脏具有再生作用。一项临床前研究表明，人脐带间充质干细胞来源外泌体（hUC-MSC-exos）减少了肾组织中的炎症浸润、肾小管变性和间质纤维化，同时降低了衰老标志物（SA-β-gal、p16INK4a和γH2AX）。另一项磷酸化蛋白质组学分析发现，衰老肾脏中lamin A/C磷酸化降低，而hUC-MSC-exo治疗后lamin A/C磷酸化增加。Lamin A/C支持核结构，这种磷酸化支持可抑制p53-p21衰老信号和SASP，从而延缓肾脏衰老。
2.5. 肝脏
在所有器官系统中，肝脏表现出最大的再生能力。干细胞已显示出能够年轻化和修复病变肝脏的能力。动物数据显示干细胞治疗可减轻衰老小鼠肝脏中的炎症浸润和纤维沉积。一项研究使用人脱落乳牙干细胞（SHED）对自然衰老小鼠进行连续6个月注射后，肝脏蛋白质组模式从衰老状态（约30个月）逆转为年轻状态（约3个月），伴随肝细胞标志基因、抗衰老蛋白Klotho的上调以及肝脏功能通路蛋白的全面改善。另一项研究表明hUC-MSC-exos可改善衰老肝脏的结构紊乱并降低衰老标志物。MSCs分泌的HGF可通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB信号通路来抑制肝星状细胞，从而间接阻止肝纤维化和炎症的进展。
2.6. 免疫系统——胸腺和脾脏
胸腺和脾脏是主要负责免疫系统的器官。动物研究表明BMSCs可显著改善衰老脾脏和胸腺的组织损伤。一项研究调查了年轻供体小鼠血清中分离的EVs对自然衰老小鼠（18–20个月）胸腺的影响，发现治疗后胸腺体积增大、胸腺细胞数量增加，且调节胸腺上皮干细胞增殖的转录因子ΔNp63和FoxN1表达增加，胸腺表现出更年轻的表型。另一项脾脏研究中，给老年小鼠和猴子注射健康人MSCs后，老年小鼠脾脏体积增大、脾细胞增多、脾基质细胞网络恢复；猴子的超声成像显示脾脏长度增加。作者推测主要驱动因素是MSCs分泌的VEGFA，其与脾脏边缘网状细胞（MRCs）上的VEGFR3结合，激活Erk和Akt信号通路，诱导MRCs增殖和再生。
2.7. 毛发和皮肤
数据显示BMSC治疗可显著改善老年小鼠中肿胀、失活和数量减少的毛囊以及减少的皮下纤维。一项皮肤研究中，小鼠每周多次暴露于UVB光持续8周以诱导皮肤衰老，同时在暴露期间皮下给予脂肪MSC-EVs。与未治疗小鼠相比，治疗小鼠皮肤改善更佳，表现为皱纹减少、皮肤粗糙度降低、上皮细胞增殖增加、衰老细胞减少以及表皮厚度改善。另一项研究对衰老小鼠静脉注射牙龈来源MSCs来源的EVs，发现EVs可能通过抑制mTOR/S6K信号通路来改善衰老皮肤。关于毛发，脂肪MSC-EVs可能通过下调miR-22和TNF-α信号通路（它们在毛囊脱落中发挥作用）以及激活Wnt/β-catenin信号通路来促进毛发生长。
2.8. 肺
一项研究得出结论：骨髓间充质干细胞（BMMSC）治疗抑制了年龄相关的肺组织退化。另一项研究中，含miR-302b的人胚胎干细胞来源外泌体（hESC-exos）逆转了衰老小鼠肾脏、肝脏、肺、脾脏和皮肤中衰老细胞的积累，并减少了循环中的慢性炎症。一项针对老年大鼠的研究中，反复静脉注射UC-MSCs改善了自然衰老肺中扩大的肺泡管、增多的纤维组织、减少的上皮细胞和增加的炎症。关于机制，MSCs可能通过递送EVs中天然存在的miR-181a-5p来帮助肺部，该miRNA通过下调PTEN进而激活pSTAT5，从而减少肺部炎症和损伤。
2.9. 肠道
干细胞已被证明可减少肠道炎症并纠正"渗漏"肠道综合征。MSC-exos在肠道中也显示出抗炎作用，有助于减轻动物模型中的结肠炎。一项研究发现MSC-exos可能通过体内转运miR-181a来保护肠道屏障功能并缓解炎症。一项研究中，将年轻小鼠供体的脂肪来源EVs给予老年小鼠后，老年小鼠表现出更低的肠道通透性和更接近年轻小鼠的肠道微生物组组成。作者提出年轻小鼠的脂肪EVs含有视黄酸，其被递送至肠道B细胞导致IgA产生增加，从而改善微生物组稳态和肠道通透性。
2.10. 心脏
一项研究发现BMMSCs对衰老的 neonatal 大鼠心室细胞和心脏具有抗衰老作用，并改善衰老大鼠的心脏功能。另一项研究在愈合的梗死大鼠心脏中，将BMSCs移植入心肌，心电图和超声心动图显示BMSC治疗组的心脏功能显著改善。牙髓干细胞移植能够分化为心肌细胞并改善心脏功能、上调Sirt1表达、发挥抗氧化作用、调节 connexin-43 表达、减轻心脏组织病理学改变，并具有抗衰老和抗凋亡作用。年轻人类供体来源的心肌球来源细胞外泌体（CDC-exos）可增加端粒酶活性、延长端粒并减少老年大鼠心肌细胞的衰老。MSCs可能通过降低活性氧导致p53和p21减少以及心肌细胞衰老减少来帮助衰老心脏。
3. 讨论
该综述首次分别评估了MSCs和外泌体对健康哺乳动物组织的年轻化作用。其他研究已证明其在改善病变组织方面的功效，但未专门证明MSCs和外泌体在无病理状态下也有益。当前的研究空白是评估MSCs和外泌体跨不同器官系统的年轻化潜力及其对长寿影响的临床证据有限。尽管现有文献支持MSCs和MSC来源外泌体的积极作用，但也存在取决于MSC质量和控制的缺点。当MSCs在体外扩增和/或体内移植时，随着每次分裂，端粒可能缩短并发生DNA损伤，使MSCs处于更衰老的状态，其增殖和治疗效果减弱，并驱动其向促炎性SASP转变。为防止这些并发症，细胞制造商应保持较低的MSC传代数，建议P3-P5。即使使用推荐传代数范围内的MSCs或MSC来源外泌体，仍存在一定风险。一项2024年的研究发现高剂量hUC-MSC来源EVs可导致肺组织中多个血栓形成并增加死亡率。另一项2024年研究也显示静脉输注犬来源脂肪MSCs导致大多数年轻健康小鼠发生血栓栓塞和死亡。因此，治疗提供者需要掌握正确的剂量和输注速率。未来的发展可能集中于更多人体临床试验，尽管已有一些针对衰弱人群使用MSCs的临床试验取得了积极结果，但证据数量仍不足。
4. 结论
干细胞和外泌体在临床前研究中已被证明能够显著年轻化健康器官系统，将其功能恢复至更年轻的状态。两项研究还显示寿命延长。除了用于治疗特定疾病状态外，干细胞和外泌体治疗作为改善人类组织和器官功能以及促进长寿的干预措施似乎是合理的。
