Senomorphic 和 Senolytic 药物：助力人肝干细胞 “抗衰” 与提升成骨分化能力

《Stem Cell Reviews and Reports》：Attenuation of Cellular Senescence and Improvement of Osteogenic Differentiation Capacity of Human Liver Stem Cells Using Specific Senomorphic and Senolytic Agents

为解决成人干细胞体外扩增时衰老细胞积累、分化能力降低的问题，研究人员开展了利用特定 senotherapeutic 药物处理人肝干细胞（HLSCs）的研究。结果发现 XJB-5-131 或 D + Q 处理可减少衰老细胞，提升 HLSCs 成骨分化能力，为改善干细胞治疗提供了新策略。

　　在生命的长河中，衰老就像一个无形的 “敌人”，悄然引发各种慢性疾病，给人类健康带来巨大挑战。细胞衰老作为衰老的关键因素，不仅影响细胞的正常功能，还与年龄相关疾病的发生发展密切相关。对于成人干细胞而言，在体外扩增过程中，衰老细胞的积累如同 “毒瘤”，严重制约了其分化能力，这使得干细胞在临床治疗中的应用受到极大限制。

为了攻克这一难题，来自美国明尼苏达大学等多个研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于特定的 senotherapeutic 药物，旨在探究这些药物能否在人肝干细胞（HLSCs）体外扩增时减少衰老细胞的积累，同时维持甚至提升其分化能力。这项研究成果发表在《Stem Cell Reviews and Reports》上，为干细胞治疗领域带来了新的希望。

在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：首先是细胞培养技术，从人冷冻保存的正常成人肝细胞中分离出 HLSCs，并进行体外培养；其次是利用 SA-β-gal 染色、免疫荧光分析等技术检测细胞衰老相关指标；再者，通过 RNA 提取和 qRT-PCR 技术定量分析相关基因的表达；此外，还运用了体外分化实验，诱导 HLSCs 向成骨细胞分化，评估其分化能力。

研究结果如下：

1. HLSCs 扩增过程中衰老细胞的积累：研究发现，随着 HLSCs 体外连续扩增，其群体倍增时间延长，生长速率降低。通过 SA-β -Gal 染色和 γ-H2AX 免疫荧光分析发现，衰老 HLSCs 的比例显著增加，且伴随 DNA 损伤的积累。同时，晚期传代的 HLSCs 成骨分化能力明显下降，表现为钙沉积减少。这表明长期体外扩增会使 HLSCs 出现衰老特征，影响其分化功能。
2. XJB-5-131 和 D + Q 对 HLSCs 衰老的影响：慢性用线粒体靶向自由基清除剂 XJB-5-131 处理 HLSCs，可减少衰老细胞数量，抑制衰老细胞标志物（如p16INK4a和p21CIP1）的表达，同时降低 SASP 因子（如 IL-8、IL-1β 和 TGF-β1）的表达。急性用 D + Q 处理，能显著减少细胞总数和衰老细胞数量，且在传代 11 时效果明显。而 17-DMAG、fisetin 和 navitoclax 在 HLSCs 中未表现出明显的 senotherapeutic 效果。
3. XJB-5-131 和 D + Q 对 SASP 因子的影响：通过 bulk RNA 测序分析发现，XJB-5-131 在传代 16 时能显著下调重要细胞因子 / 趋化因子的表达，D + Q 在传代 11 和 16 时均能调节多个基因的表达，包括 SASP 因子相关基因。这进一步证实了两种药物可降低 SASP 因子的表达，减轻细胞衰老相关的炎症反应。
4. D + Q 对 DNA 损伤修复相关基因的影响：D + Q 处理在传代 11 时能显著减少 γH2AX 阳性细胞数量，上调 DNA 损伤修复相关基因（如 BRIP1、RAD51 和 NEIL3）的表达；但在传代 16 时，却下调了许多 DNA 损伤修复相关基因的表达。这表明 senotherapeutic 药物对 DNA 损伤和修复的调节作用具有传代依赖性。
5. XJB-5-131 和 D + Q 对 HLSCs 成骨分化能力的影响：在成骨分化实验中，D + Q 处理在传代 11 时能显著增加钙沉积，上调成骨基因（如 Osteocalcin、RunX2 和 Col1a1）的表达；XJB-5-131 处理在传代 16 时能显著提高 HLSCs 的成骨分化能力，增加钙沉积和上调成骨基因表达。这说明两种药物能在不同传代阶段改善 HLSCs 的成骨分化能力。

研究结论和讨论部分指出，长期体外扩增的 HLSCs 会经历复制性衰老，导致分化能力下降。而间歇性使用 D + Q 或长期使用 XJB-5-131 能够清除衰老细胞或抑制其 SASP，增强剩余非衰老细胞的扩增和分化能力，从而提高成人干细胞在体外扩增后的治疗效果。这一研究成果为改善干细胞治疗提供了新的策略，有望推动干细胞在临床治疗中的广泛应用，为众多患者带来新的希望。然而，目前研究仍存在一些局限性，如不同 senotherapeutic 药物在不同细胞类型中的效果差异，以及药物作用的具体机制还需进一步深入研究。未来，研究人员将继续探索，为干细胞治疗领域的发展贡献更多力量。