抗老关键三部曲~干细胞&免疫细胞

2022-3-15 

人口老化是全球性的课题,台湾已于1993年成为高龄化社会,2018年转为高龄社会,推估将于2025年迈入超高龄社会。世界卫生组织(WHO)也针对这个议题提出了「健康老化」(healthy ageing)等概念,「健康老化」即是将健康的概念延伸到抗衰老过程中,以医疗保健和抗衰老为基础,着眼于提高生活品质、延长寿命,使人类更健康长寿的存活。


[抗老关键首部曲:衰老与抗衰老]


2021年一份发佈在《Nature》期刊的新研究显示,人类的预期寿命将提高为120-150岁,而我们也了解到影响预期寿命最重要的一个因素是衰老。衰老(senescence)是相当复杂的生物学过程,生物体随着年龄增长,伴随着体内器官、组织、细胞、分子逐渐衰败之生理变化,对环境的适应能力也相应减弱。


人类衰老的主要变化包括:身体柔软度与平衡性变差、肌肉减少、皮肤变差、眼睑下垂、脸部与颈部的皮肤渐渐松弛、皱纹开始增加、牙缝愈来愈大、血管弹性降低、大脑功能变差、睡眠习惯改变、对新的事务不感兴趣、出现频尿与便秘等。


「衰老」是生命受到内外环境干扰的衰减过程,换言之,「抗衰老」就是抗干扰。在活到预期寿命的基础上,追求更高的生存品质,是我们对于「抗衰老」的更高要求。然而,要抵御内外环境对生命过程的干扰,如微生物感染、细胞突变和肿瘤发生等,我们需要一个健康强大的防御系统,即「免疫系统」;免疫功能的异常是造成衰老的重要因素之一。内外环境对人体造成的损伤如不及时修復,会导致慢性发炎及各种慢性病。因此,维持一个强大的组织修復系统对于疾病治疗和抗衰老保健至关重要。


另一篇文献指出,年纪越长,体内干细胞活性及含量反而逐渐下降,也就是说,人体的衰老,归根究底是「细胞」的衰老,因此「抗衰老」(Anti-senescence)最根本的途径是从细胞下手,其中「干细胞」及「免疫细胞」扮演了举足轻重的角色。


[抗老关键第二部曲:干细胞在抗衰老中的作用]


研究结果显示,衰老与干细胞老化和数量减少密切相关。「干细胞」在抗衰老过程中作用于许多面向,包括组织修復、代谢调节、发炎控制、分化成免疫细胞等。


一. 组织修復

疾病的发生或衰老过程都起源于组织受损,导致组织结构的不完整,甚至影响正常功能。而「干细胞」对组织修復的主要作用机制如下: 

1.是受损组织的修復来源。

2.分泌生长因子,改善损伤局部微环境,这些生长因子能促进细胞增生,进而修復损伤组织。文献证实,间质干细胞可以分泌数百种细胞因子,这些因子在各受损部位的修復过程中有极关键的作用。

3. 提升身体机能。例如干细胞回输后睡眠获得改善,或是体力、运动能力变好,这对损伤修復具有重要意义。


二. 代谢调节

良好的代谢能力是长寿和抗衰老的关键。一方面,我们可以透过饮食的控制,减轻代谢器官的负担,达到维持代谢系统稳定平衡的目的;另一方面,我们也可以透过药物或干细胞的帮助,增强代谢器官功能,达到抗衰老保健的作用。


三. 发炎控制

损伤和修復是一个动态的过程,发炎在损伤修復过程中扮演重要角色;因损伤部位触动免疫机制而产生发炎反应,并召集免疫细胞来清除损伤细胞,另外让再生作用的细胞参与修復,透过分泌细胞因子来抑制发炎反应,且利用再生细胞自我更新能力,达到组织修復作用。


四. 分化成免疫细胞

免疫系统在抗衰老中的作用远比我们想像的大,其中扮演着身体清道夫角色的免疫细胞则是保卫身体健康的坚固堡垒,以下分篇介绍之。


[抗老关键第三部曲:免疫细胞在抗衰老中的作用]


人体最重要的防御兵团就是免疫细胞,包括:T细胞、B细胞、树突细胞、NK细胞等,能够高效识别并清除体内衰老、凋亡的细胞,维持体内环境的稳定、改善各类细胞的生存环境、减少衰老细胞的危害,直接防止因衰老而产生的相关疾病。


生物会成长是因为细胞不断分裂,但大多数的细胞不会无限次分裂,当细胞分裂达到一个上限值就会关闭细胞分裂程序,这种细胞就是不再分裂的「衰老细胞」,也被称为「殭尸细胞」。


2016年2月,《Nature》杂志刊登了美国分子生物学家的最新成果:清除衰老的「殭尸细胞」可使动物寿命延长20%-30%,而免疫细胞正是清除衰老细胞的主力军。研究表示,「殭尸细胞」会产生大量的有害物质,这些有害物质都和促进发炎相关。以「免疫细胞」清除殭尸细胞有望改善许多慢性病,包括白内障、糖尿病、骨质疏松、阿兹海默症、心脏扩大、肾脏问题、动脉阻塞以及老年肌少症等。


[抗老关键最终章:干细胞&免疫细胞]


随着人们年龄及生活品质的不断提高,抗衰老的需求日益增强。「干细胞」具有自我更新、多向分化、及分泌生长因子的能力,在创伤修復、组织再生和抗衰老等临床医学领域显现出良好的应用前景;而「免疫细胞」清除殭尸细胞更是抗衰老的重点。因此,未来「干细胞」及「免疫细胞」的应用可能会成为人类新的抗衰老方式,藉以维持和提升生理功能和身体机能,延长生命的长度,提高生活的品质。


参考资料:

[1] 国家发展委员会「中华民国人口推估(2020至2070年)」,2020年8月

[2] World Health Organization. (‎2002)‎. Active ageing : a policy framework. World Health Organization.

[3] Pyrkov, T.V., Avchaciov, K., Tarkhov, A.E. et al. Longitudinal analysis of blood markers reveals progressive loss of resilience and predicts human lifespan limit. Nat Commun 12, 2765 (2021).

[4] Grabowski G, Robertson RN. Bone allograft with mesenchymal stem cells: A critical review of the literature. Hard Tissue 2013 Mar 22;2(2):20.

[5] Stolzing A, Jones E, McGonagle D, Scutt A. Age-related changes in human bone marrow-derived mesenchymal stem cells: consequences for cell therapies. Mech Ageing Dev. 2008 Mar;129(3):163-73.

[6] Yin, K., Wang, S. & Zhao, R.C. Exosomes from mesenchymal stem/stromal cells: a new therapeutic paradigm. Biomark Res 7, 8 (2019).

[7] Callaway, E. Destroying worn-out cells makes mice live longer. Nature (2016).


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