Cell子刊:我國學者證實細胞衰老可逆轉!利用胚胎幹細胞外泌體,實現“返老還童”

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

衰老(Aging) 是一種內在的生物學過程,其特徵是系統性變化逐漸損害生理完整性,並增加患年齡相關疾病的風險,最終導致死亡。衰老的標誌包括細胞衰老、基因組不穩定、表觀遺傳改變、蛋白穩態喪失、幹細胞耗竭、慢性炎症以及細胞間通訊改變等。其中,細胞衰老(Cellular Senescence) 是由各種應激源觸發的細胞週期穩定停滯狀態,是衰老的重要驅動因素。

衰老細胞(Senescent Cell,SnC) 在衰老過程中積累並分泌衰老相關分泌表型(SASP),促進繼發性衰老並破壞正常組織功能。因此,靶向衰老細胞成爲延長健康壽命和推遲年齡相關疾病發病的有希望的策略。

靶向衰老細胞的療法可以大致分爲兩大類——Senolytic(清除衰老細胞)和Senomorphic(抑制病理性SASP信號)。這兩種策略在衰老和相關疾病中顯示出治療益處,包括延長壽命、減輕炎症和改善認知功能。然而,它們都具有一定的侷限性。

Senolytic策略在衰老細胞較少時可能有效,但隨着年齡的增長,組織中的衰老細胞普遍程度增加,此時的清除可能會導致相當嚴重的組織損傷,並損害器官的正常功能。Senomorphic策略具有恢復年輕活力的作用,但也會阻礙對病原體和癌細胞的免疫監視。

因此,開發靶向衰老細胞的新型“返老還童”策略,是解決上述挑戰的關鍵。

2025年1月15日,河南省科學院、中國科學院生物物理研究所姬廣聚研究員、薛願超研究員及上海中醫藥大學博鰲國際醫院吳紅金教授等人在 Cell 子刊Cell Metabolism上發表了題爲:Exosomal miR-302b rejuvenates aging mice by reversing the proliferative arrest of senescent cells 的研究論文。

該研究首先證實了細胞衰老可被逆轉,進而提出了一種名爲“Senoreverse”的“返老還童”新策略 ,人胚胎幹細胞來源的外泌體(hESC-Exo)通過其攜帶的miR-302b逆轉衰老細胞的增殖停滯,從而讓衰老小鼠“返老還童”,該研究爲抗衰老療法開闢了新的方向。

通常認爲細胞衰老是不可逆的,但一些新的研究表明,特定細胞類型的衰老可能是動態的,這使得衰老細胞能夠重新進入細胞週期並恢復正常的功能。然而,逆轉衰老細胞的增殖停滯對逆轉衰老的潛在貢獻,還有待探索。

此外,越來越多的證據表明,人胚胎幹細胞來源的外泌體(hESC-Exo)對局部組織(例如海馬體和骨髓)具有再生(re generative)和返老還童(rejuvenating)的作用。

人胚胎幹細胞來源的外泌體(hESC-Exo)中含有大量的蛋白質和 miRNA,這些分子可能發揮着調控衰老和增殖的作用。

在這項最新研究中,研究團隊提出了一種名爲“Senoreverse”的“返老還童”新策略,旨在逆轉衰老幹細胞的增殖停滯,實現“返老還童”。這一名詞由衰老(seno)和逆轉(reverse)組合而來。 研究團隊認爲,使用人胚胎幹細胞來源的外泌體(hESC-Exo)靶向衰老細胞(SnC) 是“Senoreverse”策略中一種潛在可行方法。

具體來說 , 在衰老小鼠中,人胚胎幹細胞來源的外泌體(hESC-Exo)治療重塑了衰老細胞(SnC)的增殖景觀,從而實現“返老還童”,表現爲延長壽命、改善身體性能以及減少衰老標誌物。Ago2 Clip-seq 分析顯示,miR-302b在 hESC-Exo 中富集,並特異性靶向細胞週期抑制基因 Cdkn1a 和 Ccng2。

此外,在爲期 24 個月的觀察期內,miR-302b治療逆轉了衰老細胞(SnC)在體內的增殖停滯,從而在沒有安全性問題的情況下實現了“返老還童” 。

長期遞送 miR-302b 可延緩衰老進程,且沒有安全性問題

總的來說,這些發現表明,外泌體攜帶的 miR-302b 具有逆轉細胞衰老的潛力,爲減緩衰老相關病理以及衰老提供了一種有前景的方法。

中國科學院生物物理研究所畢友坤、源生生物喬新龍爲論文共同第一作者。河南省科學院首席科學家和中國科學院生物物理研究所研究員姬廣聚,中國科學院生物物理研究所研究員薛願超,上海中醫藥大學博鰲國際醫院教授吳紅金爲論文通訊作者。

論文鏈接:

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(24)00481-9