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炎症-衰老的加速器!干细胞可有效减轻炎症反应

发布时间:2024-08-28 11:40:17

全球人口老龄化是一个显著的社会经济现象,对公共卫生系统、医疗资源、社会保障以及经济生产力都带来了挑战。随着平均寿命的延长和生育率的下降,老年人口在总人口中的比例正在上升。老年人由于免疫系统老化和可能存在的慢性疾病,更容易受到外界致病因素的感染,在感染后往往会出现更严重的病程,导致更高的死亡率和发病率,这不仅是对个体及其家庭的挑战,也是对整个医疗体系的考验。

 

衰老与炎症

 

为了从有害炎症和免疫力减弱的角度进一步解释衰老。

Franceschi等人于2000年首次提出了“炎症性衰老”概念,为衰老及衰老相关疾病的研究提供了新的方向。

Castellani GC等人也提出了衰老的生物医学假说,认为慢性、低度炎症是炎症病理过程的驱动因素,与衰老有关。

至此,“炎症性衰老”被定义为一种与年龄相关的血清促炎性细胞因子增加的慢性炎症状态。

炎症性衰老已被确认为老年人发病和死亡的重要危险因素。它与多种年龄相关疾病的发生和发展密切相关,如阿尔茨海默病、帕金森病、急性硬化症、多发性硬化症、动脉粥样硬化、心脏病、年龄相关退行性疾病、II型糖尿病、骨质疏松症和胰岛素抵抗等。此外,炎症性衰老还可能导致免疫系统功能下降,增加感染和癌症的风险。

所以抗炎,刻不容缓!    

图1分子、细胞和器官水平上的炎症性衰老[1]

 

治疗炎症性衰老的新方法-干细胞

 

炎症对老年人危害重重,除非某种炎症已经开始危害身体健康,一般主流医学都不会建议主动干预慢性、低度炎症,那么我们是否就只能认命等待衰老的到来?

当然say “no”,目前人们已经开始采取了一些列综合的方法干预炎症性衰老,包括饮食、运动、生活方式的改变以及必要时的药物治疗。通过这些措施,可以有效地降低身体的炎症水平,从而延缓衰老过程和减少与衰老相关的疾病风险。随着再生医学的蓬勃发展,干细胞作为一种具有自我更新和多向分化潜能的细胞,已经成为再生医学领域最引人注目的研究对象之一。

间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)因具有多种生物学功能,包括免疫调节、抗炎和组织修复等,广泛应用于多种疾病的治疗。MSCs干预炎症性衰老可为老年人提供新的抗衰老和疾病预防策略。其中MSCs抑制炎症的机制主要包括以下几个方面:    

* 分泌抗炎因子:MSCs可以分泌多种抗炎因子,如IL-10、TGF-β等,这些因子可以抑制炎症反应的发生和发展。

抑制免疫细胞的活化和增殖:MSCs可以抑制T细胞、B细胞、自然杀伤细胞等免疫细胞的活化和增殖,从而减少炎症反应的发生。

促进巨噬细胞的M2型极化:MSCs可以促进巨噬细胞向M2型极化,M2型巨噬细胞具有抗炎作用,可以减轻炎症反应的程度。

调节神经内分泌系统:MSCs可以调节神经内分泌系统的功能,从而影响炎症反应的发生和发展。

组织修复:老年人群中,MSCs的特征、数量、结构、活性和功能均发生了变化,输注MSCs可以恢复或改善受损组织或器官的功能。

 

MSCs治疗炎症性衰老临床研究

 

虽然MSCs因来源广泛、获取便利、免疫调节能力强等特点,成为细胞治疗的优秀候选者,并已广泛应用于心肌梗塞、移植物抗宿主病、克罗恩病、神经退行性疾病和肌肉退行性疾病、软骨和半月板修复、中风和脊髓损伤等,但关于MSCs对炎症性衰老作用的临床试验研究很少。

近期在trails上发表了一篇“Safety and efficacy of autologous adipose tissue-derived stem cell transplantation in aging-related low-grade inflammation patients: a single-group, open-label, phase I clinical trial”的临床研究。该研究共纳入了12名炎症性衰老患者,他们高表达促炎细胞因子且同时患有糖尿病、血脂异常和肥胖3种中的2种疾病,进行2次自体脂肪干细胞(AD-MSCs)输注,最终以血浆细胞因子评价其治疗效果[2]。    

* AD-MSCs对促炎细胞因子的影响  

与基线(第44天)相比,输注AD-MSCs后第90天促炎细胞因子IL-1β、IL-8、和IL-6分泌量显著降低;第180天促炎细胞因子IL-1α、IL-1β、IL-8、IL-6和TNF-α分泌量显著降低(图2)。

图2

* AD-MSCs对促细胞因子与抑炎细胞因子比值的影响   

与基线(第44天)相比,输注AD-MSCs后第90天,IL-4/IL-10从0.9增加至1.6(p=0.0035),IL-1β/IL-10从16.8下降至4.7(p=0.019),L-6/IL-10从52.1下降至13.8(p=0.019);输注AD-MSCs后第180天,IL-2/IL-10从2.3增加至3.4(p=0.049),IL-6/IL-10从52.1下降到16.1(p=0.026),逆转了患者促炎和抑炎细胞因子之间的不平衡(表1)。    

表1

* 不良反应

随访期间,未观察到与AD - MSC注射相关的不良反应。  

另外,中国学者在一项名为“Safety and efficacy of umbilical cord tissue-derived mesenchymal stem cells in the treatment of patients with aging frailty: a phase I/II randomized, double-blind, placebo-controlled study”中也评估了输注MSCs对衰老虚弱患者炎症因子的影响。本研究连续6次测定对照组和MSCs输注组患者血清中细胞因子(TNF-α、IL-8、IL-17、INF-γ)水平。结果显示,与对照组相比,在MSCs输注第6个月,患者血清炎性细胞因子TNF-α(p=0.034)和IL-17(p=0.033)分泌量显著下降。此外,该研究还证实了MSCs在提高老年衰弱患者生活质量、改善机体功能方面表现突出,疗效安全可靠[3]

 

小结

 

尽管炎症性衰老的研究尚处于早期阶段,但对其机制、生物标志物、研究模型和干预措施的研究一直在进行中。基于MSCs作用机制及临床研究结果,MSCs有望成为炎症性衰老的新型有效疗法,有助于提高老年人的生活质量。相信MSCs在不久的将来可成为人类对抗衰老的“利刃”。

       

参考文献:

 

1. Xia Li1, Chentao Li, Wanying Zhang, et al., Inflammation and aging: signaling pathways and intervention therapies. Signal Transduction and Targeted Therapy (2023) 8:239.

2. Ngoc‑Huynh Ton Nguyen, Hao Thanh Phan, Phong Minh Le, et al., Safety and efficacy of autologous adipose tissue-derived stem cell transplantation in aging-related low-grade inflammation patients: a single-group, open-label, phase I clinical trial. Trials (2024) 25:309.

3. Yingqian Zhu, Ce Huang, Liang Zheng, et al., Safety and efficacy of umbilical cord tissue-derived mesenchymal stem cells in the treatment of patients with aging frailty: a phase I/II randomized, double-blind, placebo-controlled study. Stem Cell Research & Therapy (2024) 15:122.    

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