多组分维生素–氨基酸配方通过调控衰老与再生通路对衰老人类真皮成纤维细胞及脂肪来源干细胞发挥生物刺激与年轻化作用

《Current Issues in Molecular Biology》：A Polycomponent Vitamin–Amino Acid Formula Rejuvenates Aged Human Dermal Fibroblasts and Adipose-Derived Stem Cells by Modulating Senescence and Regenerative Pathways

　　

皮肤衰老是一个多因素过程，其受到细胞和分子水平变化的调控并先于这些变化出现，包括慢性低度炎症、衰老及细胞间通讯改变。已开发包括中胚层疗法（mesotherapy）和真皮填充剂在内的多种治疗方法以改善皮肤衰老的可见体征；然而，这些方法主要着眼于改善组织结构与外观，而非直接靶向衰老过程背后的分子机制。在此，研究人员采用UVB诱导的真皮成纤维细胞衰老体外模型，评估一种基于氨基酸和维生素的多组分配方对皮肤衰老关键标志的影响。结果表明，该配方在衰老真皮成纤维细胞中调控衰老、表观遗传及修复相关基因（衰老形态调节效应，senomorphic effect），同时减少衰老细胞数量（衰老细胞清除效应，senolytic effect）。经该配方处理的衰老成纤维细胞条件培养基可刺激健康成纤维细胞的细胞外基质产生和细胞活化。此外，该配方上调脂肪来源干细胞（ADSCs）中的生长因子基因表达。因此，该研究表明，所提出配方在衰老皮肤和脂肪干细胞中具有强效生物刺激和再生反应，提示这些化合物可用于真皮填充剂及其他旨在再生和年轻化皮肤及深层脂肪组织的可注射产品。

研究背景方面，皮肤衰老是多因素过程，细胞和分子水平先出现慢性低度炎症、细胞衰老及细胞间通讯改变；表观遗传改变、基因组损伤、线粒体功能障碍和细胞衰老等共同参与。衰老相关分泌表型（SASP）建立慢性促炎微环境并促成“炎症性衰老”，进而导致细胞外基质（ECM）改变，包括胶原和弹性蛋白产生下降、TGF-β信号受损及基质金属蛋白酶（MMP）活性增加。深层脂肪组织衰老表现为分化脂肪细胞脂肪沉积丢失和脂肪来源干细胞（ADSCs）活性下降。现有中胚层疗法和真皮填充剂多通过物理填充或受控炎症反应发挥作用，可能引起异物反应等不良效应，较少直接靶向衰老分子标志，因此需要含生物刺激分子、针对衰老根本机制的新治疗。研究人员旨在阐明氨基酸和维生素组合对衰老真皮成纤维细胞（HDFs）和ADSCs关键衰老标志的影响。研究采用UVB诱导的HDFs衰老模型，评估配方对衰老、表观遗传和修复基因及衰老细胞数量的作用，并通过条件培养基（CM）分析细胞间通讯，同时在ADSCs中评估生长因子、脂肪生成及表观修复相关基因。结论显示，该配方在衰老成纤维细胞中兼具衰老形态调节和衰老细胞清除双重效应，可改善衰老细胞对健康成纤维细胞的旁分泌作用，并上调ADSCs生长因子等基因表达，提示其作为中胚层疗法、真皮填充剂及深层脂肪再生可注射产品的潜在应用价值。

技术方法简述：HDFs和ADSCs均购自Promocell（Heidelberg, Germany），未涉及临床样本队列。采用磺基罗丹明B（SRB）法检测细胞活力；以25 mJ/cm² UVB两次照射诱导HDFs衰老；用定量聚合酶链反应（qPCR）检测基因表达，以ACTB为内参；用衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）染色计数衰老细胞；通过条件培养基转移评估细胞间通讯；采用Student’s t检验进行统计，n=3。

研究结果如下。3.1 多组分配方对细胞活力的影响：通过SRB法检测，所选浓度在HDFs和ADSCs中均未改变细胞活力，未见细胞毒性，故后续实验采用该浓度。3.2 多组分配方对衰老真皮成纤维细胞的影响：UVB诱导后p16^INK4a和p21^CIP1上调、LMNB1下降及SA-β-Gal染色增加，确认衰老状态；配方处理48 h后，qPCR显示DNMT1、LMNB1、BMI1、EZH2、SIRT1、SIRT3、SIRT6、EGF、GDF11、HBEGF、KU70和NAMPT上调，提示衰老形态调节效应；SA-β-Gal阳性细胞比例下降、BAX上调和BCL2下调，结合正常细胞无毒性，支持衰老细胞清除效应。3.3 衰老成纤维细胞条件培养基对健康成纤维细胞的影响：将配方处理48 h的衰老成纤维细胞条件培养基转移至健康成纤维细胞后，qPCR显示未处理衰老细胞条件培养基下调DPT和ACTA2，而配方处理衰老细胞的条件培养基使健康成纤维细胞中DPT和ACTA2上调，提示配方可恢复衰老细胞与健康成纤维细胞间 altered communication 的有益旁分泌作用。3.4 多组分配方对ADSCs的影响：ADSCs经配方处理24 h后，qPCR显示ADIPOQ、PPARG、FGFB、GDF11、HGF、PDGF、VEGF、CD44、SIRT1、SIRT3和SIRT6上调，表明ADSCs出现早期转录反应，涉及脂肪生成调控、生长因子、增殖及抗应激/细胞功能相关基因。

讨论部分总结：细胞衰老被视为衰老中心标志和皮肤衰老的重要驱动因素，并与SASP、炎症性衰老及ECM完整性下降相互联系。理想再生策略应提供受控生物刺激并避免过度或持续炎症。该配方在光老化诱导衰老模型中显示衰老细胞清除与衰老形态调节的双重作用，且在存活细胞中刺激修复、表观遗传调节和再生标志；研究还报告GDF11上调，并指出据研究人员所知，这是首次报道可注射治疗或化合物上调该基因。条件培养基实验支持配方改善衰老细胞分泌因子对健康成纤维细胞的激活和ECM相关基因表达，但残余化合物对受体细胞的直接作用不能完全排除。ADSCs中脂肪生成相关基因上调应解释为早期转录反应，而非终末脂肪分化证据。局限包括：介导有益效应的细胞因子和生长因子未知；ADSCs实验仅为基因表达变化，缺乏蛋白或通路功能验证；结果来自体外模型，需ex vivo和临床研究确认。研究结论翻译：研究人员的发现表明，所提出的活性成分组合可正向调控衰老真皮成纤维细胞和ADSCs中参与再生、衰老及组织修复的关键通路。这些结果突显其作为中胚层疗法产品和真皮填充剂的生物活性配方潜力，旨在促进组织生物刺激和年轻化。通过同时靶向与再生和美容医学相关的浅层皮肤及深层解剖结构（包括深层脂肪腔室），该策略为通过综合再生机制增强组织再生和应对年龄相关改变提供了有前景的途径。