2011CB964700-G干细胞在骨衰老与再生中的作用及关键信号分子调控

项目名称：干细胞在骨衰老与再生中的作用及关键

信号分子调控

首席科学家：金岩中国人民解放军第四军医大学起止年限：2011.1至2015.8

依托部门：总后勤部卫生部

二、预期目标

本项目的总体目标：

围绕骨衰老与再生研究的重大科学问题，阐明干细胞在骨发育与再生中的作用及相关的调控机制，明确骨增龄、衰老过程中相关干细胞的变化特征及其调控机制，明确干细胞在成骨-破骨平衡中的作用，阐明干细胞功能异常导致骨质疏松发病的分子机制，建立相应的治疗骨质疏松和促进骨再生的新策略。通过本项目的研究，搭建骨衰老和再生研究平台，培养和建立一支学术水平高、创新能力强的研究人才队伍，使我国在相关领域的研究达到国际先进水平。

五年预期目标:

1. 阐明骨发育、衰老和再生修复中相关干细胞分化的关键基因和信号通路调控，明确干细胞在骨再生修复中动员、定向分化和归巢中的作用及其分子机制，

2. 明确骨增龄和衰老过程中相关干细胞的生物学行为变化规律以及干细胞在成骨-破骨平衡中的作用及调控机制，阐明增龄及衰老中关键信号通路及微环境对干细胞成骨分化的调控。

3. 明确基因敲除、去势骨疏动物模型和骨质疏松患者相关干细胞生物学行为变化特点及调控机理，阐明不同性激素水平对干细胞成骨功能的影响，确定干细胞在骨质疏松发病中的关键作用。

4. 对比不同来源干细胞治疗骨质疏松的效果；建立应用小分子化合物预防和治疗骨质疏松的方案；应用干细胞与组织工程技术治疗骨质疏松状态下的骨缺损。

5. 发表具有较高影响因子的代表性SCI论文20-40篇；申请发明专利5～10项；培养博士后10～20人，博士40～60人，硕士20～40人；争取1～2人获得全国百篇优秀博士论文；吸引国外优秀的学者和留学博士回国工作。

三、研究方案

总体研究思路：

骨在发育、增龄、衰老和受损后的再生过程中始终保持着组织动态变化的特点，以往研究多侧重于终末分化细胞的功能研究，缺乏系统的网络调控研究，且主要对成骨细胞、破骨细胞这两种效应细胞展开研究，而对其上游的干细胞关注甚少。项目组前期工作显示干细胞在上述过程中扮演了至关重要的角色，同时干细胞功能受到严密的分子调控，当关键分子调控途径产生异常时，常引起干细胞功能受损从而导致骨组织发育不良、早衰或由衰老引起的骨质疏松、骨损伤愈合与再生修复能力下降等表型。因此，干细胞是探讨骨组织相关重大疾病防治策略的重要靶标，阐明干细胞在骨发育和衰老过程中的重要角色，及其在骨组织再生修复中发挥的作用和机制，不仅能为深入认识人体器官发育提供理论依据，而且将提供新的组织退行性病变的防治策略。本项目拟应用模式动物，以骨发育、衰老和再生不同阶段的相关干细胞研究为切入点，探讨干细胞在上述过程中关键信号通路变化规律及机制；阐述干细胞生物学功能改变在骨质疏松发病中的重要作用；在此基础上建立骨质疏松预警方案及基于调节干细胞功能的治疗策略；确定工程化策略在骨折和骨缺损环境中的再生治疗模式。

技术路径：

可行性分析：

1. 理论和方法可行：

干细胞在骨的发育、衰老和再生过程中扮演着至关重要的角色，而在此过程中干细胞受到复杂的各种信号分子的网络调控，是决定其介导的骨生理病理表型的关键因素。本项目组基于基因敲除小鼠的前期研究揭示了老龄性骨质疏松与骨髓间充质干细胞功能不良相关，证明一些关键基因在骨髓间充质干细胞的成骨向分化中起重要作用，其缺失可导致骨质疏松疾病发生。在骨修复再生方面，本组以不同来源的间充质干细胞作为种子细胞，运用组织工程技术成功修复多种类型的大动物骨组

织缺损，证明了利用干细胞进行骨质疏松性骨损伤的再生修复的可行性。而现代生物技术尤其是细胞、分子生物学的发展为我们阐明此调控网络提供了成熟有效的方法体系，本组具有的条件性基因敲除/入、RNAi、高通量小分子化合物筛选平台等都为本项目的实施打下基础。

2. 拥有多种模式动物作研究模型：

本项目组成员长期从事骨发育再生的研究，已建立一批转基因动物模型，如Cre-ERT;PtenCO/CO小鼠表现出骨发育不良，Zmpste24-/-小鼠出现早衰表型，

MT1-MMPPRX-CO/PRX-CO小鼠出现骨密度降低和代谢异常，为在分子、细胞、组织和个体水平研究关键基因和信号通路在相关成骨干细胞中的作用提供有力工具。此外，本项目组还拥有多种稳定的发育和再生修复实验动物模型:如BMP信号通路(Bmpr1a激活或敲除模型)Bmpr1aCO/CO条件打靶小鼠, 低氧诱导因子信号通路

Hif1aCO/CO和VhlhCO/CO条件打靶小鼠，Pten/PI3K信号通路PtenCO/CO条件打靶小鼠，以及Cre-ERT, OC-Cre, Col2-Cre-ERT, Col2-Cre等工具小鼠。此外，Calponin

完全敲除小鼠已拿到嵌合体。另外，还可利用成熟方法制备的去势动物以及自然增龄衰老的动物模型开展相关研究。

3. 有前期研究工作基础：

在干细胞分化调控机制的研究方面，本组发现通过上调Klotho和胰岛素样受体I 使受体鼠的寿命延长和增龄性变化特征的减弱，从机制上阐释了BMSC诱导形成骨髓的功能，并为增龄性疾病的治疗提供了新的思路和策略(Blood, 2009)。证明利用过表达端粒酶基因可增强BMSC体外和体内的骨组织形成能力(Nat Biotechnol, 2002)。在细胞功能调控机制研究方面，本项目组发现体外敲除beta-catenin基因抑制成骨细胞的增殖，改变其分化并且减少其在BMP-2处理下的成骨应答，表明BMP-2可能在一定程度上通过调节beta-catenin信号调节成骨细胞的功能（J Cell Biochem, 2009）。发现经典Wnt通路抑制剂DKK2能促进成骨细胞终末分化并矿化，抑制DKK2后成骨细胞矿化受阻，表明DKK2在成骨细胞分化后期起重要调节作用（Nat Genet, 2005）。此外，使用Axin2-lacZ knockout (KO)小鼠探索Wnt-beta-catenin信号在骨形成中的作用，证明在成年小鼠骨形成过程中Axin2是一种关键的负调节因子，通过

β-catenin–BMP2/4–Osx信号通路调节成骨分化（J Cell Sci, 2009）。本项目组发现Smurf2促进细胞成骨分化和软骨成骨过程，并证明此作用与beta-catenin水平上调有关（J Bone Miner Res, 2008）。证明FGFR3获得性的突变导致骨量的下降，这与p38的磷酸化水平上调从而导致Erk1/2活性提高有关，而且是通过调控成骨细胞和破骨细胞的活性来实现的（Hum Mol Genet, 2010）。证明miR-204/211在MSC成脂分化中表达上升，是Runx2的内源性负调节因子，在间充质干细胞中能够抑制成骨分化并促进成脂分化（Stem Cells, 2010）。本项目组证明了炎症、增龄、细胞外基质等微环境的变化可以影响干细胞的生物学行为，其中Wnt通路可能发挥着关键的调控作用（Biomaterials, 2009, 2010, Tissue Engineering 2004，2006，2007，2008，2009，Biology of the Cell, 2006，2007A，2007B，Stem Cell Development, 2008，2009，Cell Biol. Int, 2006，2008，J Periodontal Res, 2008A，2008B）。

在骨质疏松研究方面，本项目组建立了基因敲除小鼠骨骼表型标准化分析平台：利用软X线、骨密度、μCT初步筛查基因敲除小鼠的骨代谢异常；利用组织学、形态计量学及荧光标记分析基因敲除小鼠骨骼的静态参数和动态的骨形成变化。发现Bgn-/-小鼠出现增龄性骨质减少，进一步发现Bgn-/-缺失小鼠中BMSC克隆形成能力下降，凋亡活动增强，合成I型胶原能力降低（Bone, 2006）。发现Casp3-/-和Casp3+/-小鼠具有骨化延迟和骨密度降低的表型，而且这一过程是由BMSC骨向分化功能受

损造成的，证明caspase-3通过影响TGF-beta/Smad2通路和细胞周期调节蛋白控制BMSC成骨分化，其表达异常会造成骨质疏松症状（J Clin Invest, 2004）。本项目组发现T细胞介导的BMSC功能损伤在小鼠卵巢切除后骨质疏松发病机制中起重要作用，进而证明基于阿司匹林的BMSC干预可逆转这一过程实现新骨形成（PLoS ONE，2008）。

在骨损伤再生修复研究方面，本项目组围绕骨、关节、软组织复合损伤的修复与再生开展了大量的研究工作，解决了多项骨组织工程技术从基础研究向临床应用过渡的关键性技术问题，建立了人BMSCs定向诱导成骨的体外培养与大规模扩增体系。在组织工程骨种子细胞领域，建立了骨髓间充质干细胞、脂肪源性干细胞、表皮干细胞、脐血间充质干细胞等多种成体干细胞的分离、培养、扩增、诱导、鉴定等相关技术平台（Cells Tissues Organs, 2008; Cryobiolgoy, 2008a, b; Biomaterials, 2008, 2009; Tissue Eng Part A, 2010）。利用骨特异性I型胶原启动子（2.3Col）与GFP结合示踪外源性骨髓间充质干细胞在体内的转归，发现干细胞直接参与骨形成与再生（Mol Ther. 2009）。在支架材料方面，开发了多种具有自主知识产权的可降解骨组织工程生物材料，例如β－磷酸三钙（β-TCP）、同种异体脱钙骨、钙镁陶瓷等（Biomaterials, 2008）。并以BMSCs、ASCs及脐血间充质干细胞作为种子细胞，运用组织工程技术成功修复多种类型的大动物骨组织缺损（Biomaterials, 2007; J Mater Sci Mater Med, 2008; Biomaterials, 2009; Tissue Eng Part A, 2010）。项目组还进一步开展了骨组织工程的初步临床应用研究，并取得了满意的修复效果。在小分子化合物筛选研究方面，本组前期的筛选工作着重于从含有五万多种标志性小分子化合物文库中筛选抑制细胞衰老的小分子化合物。筛选出的部分小分子化合物在动物实验上可以延缓衰老及骨质疏松，表明高通量方法筛选抗骨质疏松有效小分子化合物具有可行性。我们将利用此平台，以促进干细胞向成骨细胞分化为目的针对性地筛选抗骨质疏松的小分子化合物。上述前期工作为本课题的进一步研究奠定基础和提供完备的技术条件。

4. 实验条件有保障：

本项目组在骨发育和再生生物学方面已建立了相应的技术平台，在细胞培养、组织器官重建、基因工程技术、各种蛋白和分子水平的分析与鉴定、体内外分化模型的建立和应用研究等与干细胞、组织工程和再生医学相关的研究技术方面积累了非常丰富的经验，从而为本项目的完成提供了技术保障。本项目组由第四军医大学组织工程研发中心、全军骨科研究所、第三军医大学野战外科研究所（国家重点实验室）、组织工程国家工程研究中心、香港大学生物化学系等联合组成，拥有完善的实验设施和条件，可提供本项目需要的全部大中型设备。本项目的上述研究成果均基于该研究平台，得到了国内外同行的广泛重视。与美国南加州大学、罗彻斯特大学、英国利兹大学等保持密切的合作。这些为本项目的实施提供了物质保障。

5. 研究队伍实力雄厚：

本项目组各课题负责人及学术骨干均为干细胞基础与应用、骨发育再生、衰老研究领域的知名学者，其中王正国院士是国内再生医学界权威专家、罗卓荆教授是骨科界长江学者、张文杰研究员是骨再生以及干细胞分化调控研究领域专家，项目组学术骨干周中军教授、刘建教授、施松涛教授、陈棣教授、刘鹏教授等是国际衰老研究、干细胞与再生医学、骨发育与再生研究领域的著名学者，在课题研究和人才培养方面将发挥重要的作用。

创新点和特色：

1.系统阐明相关干细胞在骨发育到衰老变化过程中的关键作用和调控机制，将为其

他器官的衰老再生研究提供可借鉴的研究模式。

2.深入探讨干细胞在骨质疏松发病中的作用机理及关键信号分子调控规律，为骨衰

老、骨质疏松防治提供新策略。

3.利用本项目组拥有的骨质疏松、早衰及发育缺陷的多种模式动物，结合临床患者

资源开展研究，为将基础研究转化为临床应用提供基础。

课题设置：

各课题间相互关系

本项目围绕骨发育、衰老与再生进行相关研究，首先通过模式动物研究明确骨发育与再生中的重要分子调控机制，为指导骨质疏松治疗和骨再生奠定基础；其次通过阐明相关干细胞在骨增龄和骨质疏松发病中的作用及调控机制，为利用干细胞进行骨质疏松治疗和骨再生提供理论依据；同时探索基于干细胞的骨质疏松治疗和骨再生策略和方案。上述各研究是有机结合、循序渐进的系统，其最终目标是明确骨发育、衰老与再生的机理并治疗骨质疏松和骨缺损。

课题1 ：利用模式动物研究骨发育和再生修复中干细胞的作用及分子信号调控机制研究目标：

明确骨发育和再生修复中相关干细胞分化的关键基因和信号通路调控，明确干细胞在骨再生修复中动员、定向分化和归巢中的作用及其分子机制，阐明干细胞在骨发育与再生修复过程中生物学行为变化规律及相关的调控机制。

研究内容：

重点研究关键信号通路对骨发育相关干细胞定向分化的分子调控；探讨关键信号通路及其相互作用在(成骨)干细胞分化成熟的不同阶段所发挥的生理功能，在破骨细胞特异性敲除靶基因，研究关键信号通路及其分子网络对造血干细胞向破骨细胞的发育、分化、骨形成/吸收藕联调节过程中间充质干细胞向成骨细胞的分化等方面的功能（调控）；研究重要信号通路对骨再生修复过程中干细胞生物学行为的调控。经费比例：25%

承担单位：中国人民解放军第三军医大学、武汉大学

课题负责人：王正国

学术骨干：张波、刘鹏、李磊、翁土军等

课题2 ：骨增龄过程中相关干细胞生物学行为变化及调控机制

研究目标：

利用早衰动物模型，明确骨增龄和衰老过程中相关干细胞的变化特征，阐明增龄变化中关键信号通路及微环境对干细胞成骨分化的调控。

研究内容：

由干细胞的生物学变化介导的一系列功能改变是骨生理性或病理性活动的基础，而众多分子、基因和蛋白信号通路在调控成骨相关干细胞中发挥了重要作用。在整体水平研究重要调控信号的作用及其相互影响将使我们更深入地认识骨在生理及病理状态下的发育、老化和动态平衡。本研究着眼于骨增龄与衰老过程中不同信号通路在调控干细胞增殖、分化能力中的相互影响及不同信号分子发挥调控作用的关键途径，利用基因修饰、微环境构建等技术研究多种基因与信号通路在成骨相关干细胞中的作用。

1. 骨增龄和衰老过程中相关干细胞生物学特性变化的研究

2.骨增龄和衰老过程中相关干细胞成骨分化的调控机制研究

3. 微环境对骨增龄和衰老过程中相关成骨干细胞的影响及分子机制研究

经费比例：25.5%

承担单位：中国人民解放军第四军医大学

课题负责人：金岩

学术骨干：施松涛、陈棣、邓志宏、金钫等

课题3：干细胞异常在骨质疏松发生中的作用与机理

研究目标：

明确基因敲除、去势骨疏动物模型和骨质疏松患者相关干细胞生物学行为变化特点及调控机理，阐明不同性激素水平对干细胞成骨功能的影响，确定干细胞在骨质疏松发病中的关键作用。

研究内容：

利用模式动物研究骨疏情况下骨损伤再生修复过程中骨修复能力的改变；利用具有骨质疏松表型的MT1-MMP-/-基因敲除小鼠模型，结合Notch信号通道抑制剂研究MT1-MMP如何影响Notch信号通路并调控骨髓间充质干细胞（BMSC）的自我更新及分化；分别过表达及阻断信号通路的关键信号传递分子和效应分子，探讨骨疏BMSCs对众多骨形成信号反应敏感度的改变；探讨激素对BMSCs成骨分化和成脂分化的动态平衡的调控；研究骨疏患者中干细胞功能缺陷的调控机制。

经费比例：28.5%

承担单位：中国人民解放军第四军医大学、香港大学

课题负责人：罗卓荆

学术骨干：周中军、刘建、陈必良、杨柳等

课题4 ：基于干细胞的骨质疏松治疗和相关骨再生机理

研究目标：

利用间充质干细胞动物移植模型，对比不同来源干细胞治疗骨质疏松的效果；建立应用小分子化合物预防和治疗骨质疏松的方案；应用组织工程技术治疗骨质疏松状态下的骨缺损。

研究内容：

本课题针对骨髓间充质干细胞在骨质疏松发病和骨折愈合中的重要作用，通过补充外源性干细胞和调控干细胞分化的方式，结合组织工程技术，建立大动物体内骨质疏松的治疗和骨折后骨再生治疗模式，实现对骨质疏松症的预防和治疗。

1．比较不同组织来源间充质干细胞治疗骨质疏松的可行性与相关机制

2. 利用成骨诱导的iPS细胞治疗骨质疏松

3. 利用小分子化合物治疗骨质疏松的可行性与相关机制研究4．利用组织工程技术促进骨再生和骨缺损修复

经费比例：21 %

承担单位：上海交通大学、香港大学

课题负责人：张文杰

学术骨干：高一村、周克元、袁捷、谢峰等

四、年度计划

一、研究内容

关键科学问题

1. 利用模式动物与基因干扰技术，特别是增龄性骨衰老动物模型，通过研究骨发育和再生修复关键基因和信号通路，阐明在骨发育和再生修复中干细胞分化的调控机制。

2. 通过研究骨增龄、衰老及成骨-破骨平衡过程中干细胞的生物学行为及关键基因的变化，阐明干细胞在骨组织动态平衡过程中的作用与调控机制。

3. 利用特定基因剔除骨疏小鼠、去势大鼠骨疏模型及骨疏人群等，比较相关骨干细胞生物学行为的改变及调控机制，重点研究不同性激素水平对干细胞成骨功能的影响，阐述干细胞在骨质疏松发病中的作用与机理。

4. 针对干细胞数量和功能的改变对骨质疏松的影响，建立基于干细胞的骨质疏松预防及治疗策略。

主要研究内容

1. 利用模式动物研究骨发育和再生修复中干细胞的作用及分子信号调控机制。本项目将利用模式动物研究骨骼发育和骨再生修复过程重要信号通路对干细胞生物学行为的网络调控关系，揭示骨发育和再生修复相关干细胞的生物学行为规律及调控机制，为骨组织相关重大疾病（如骨质疏松）的生物治疗提供必要的前期基础。主要研究内容：骨发育中相关干细胞骨向分化的分子网络调控机制的研究；骨发育中相关干细胞的分化成熟及功能发挥的分子调控机制研究；干细胞向破骨细胞分化及成骨-破骨平衡的研究；重要信号通路在骨再生修复过程中干细胞生物学行为的网络调控研究。

2. 由干细胞的生物学变化介导的一系列功能改变是骨生理性或病理性活动的基础，而众多分子、基因和蛋白信号通路在调控成骨相关干细胞中发挥了重要作用。在整体水平研究重要调控信号的作用及其相互影响将使我们更深入地认识骨在生理及病理状态下的增龄、老化和动态平衡。本研究着眼于骨增龄过程中不同信号通路在调控干细胞增殖、分化能力中的相互影响及不同信号分子发挥调控作用的关键途径，利用基因修饰、微环境构建等技术研究多种基因与信号通路在成骨相关干细胞中的作用。主要研究内容：骨增龄和衰老中相关干细胞生物学特性变化的研究；骨增龄和衰老中相关干细胞成骨分化的调控机制研究；微环境对骨增龄和衰老中相关成骨干细胞的影响及分子机制研究。

3. 骨发生、发育过程中各个理论上都存在骨源性干细胞，这些骨干细胞遵循骨发育程序和机制向骨细胞分化直至形成机体骨骼组织。本课题利用特定骨质疏松模式动物及骨疏人群等实验模型，以骨外膜、骨内膜中骨前体细胞及骨髓间充质干细胞作为研究对象，重点研究骨疏情况下这三种骨形成细胞生物学行为和特征性标志物的改变，以及BMSCs双向分化潜能及与破骨偶联关系的变化情况，针对几种经典的骨调节信号通路的变化特征，进行与骨疏发生和发展相关的预警分子筛查，并以此作为理论基础指导骨质疏松治疗的研究。主要研究内容：骨疏模式动物中相关干细胞的特性变化及参与骨损伤修复能力的改变；MT1-MMP基因对BMSCs自我更新及

骨向分化的调控作用研究；骨质疏松骨损伤修复过程中干细胞的功能缺陷的研究；激素对骨质疏松发病中的干细胞的调控机制的研究；骨疏患者中干细胞功能缺陷的机制研究。

4. 实现对骨质疏松症的预防和治疗是本研究的最终目标。本课题针对骨髓间充质干细胞在骨质疏松发病和骨折愈合中的重要作用，通过补充外源性干细胞和调控干细胞分化的方式，结合组织工程技术，建立大动物体内骨质疏松的治疗和骨折后骨再生治疗模式。主要研究内容：比较不同组织来源间充质干细胞治疗骨质疏松的可行性与相关机制；利用成骨诱导的iPS细胞治疗骨质疏松；利用小分子化合物治疗骨质疏松的可行性与相关机制研究；利用组织工程技术促进骨再生和骨缺损修复。

干细胞抗衰老机理

干细胞抗衰老机理 干细胞可以在体内分化为内胚层、中胚层以及外胚层3个胚层来源组织的细胞。干细胞输入宿主体内后，可以归巢在特定部位，在微环境影响下能向正确表型的细胞分化，成为心肌细胞、肝细胞、肾细胞、胰岛细胞、神经细胞、皮肤细胞、脂肪细胞、肌肉细胞、骨细胞、软骨细胞、肌腱细胞等，达到抗衰老的目的。 干细胞抗衰老的具体机制： ①干细胞分化为功能性细胞，代替衰退、损伤的功能性细胞； ②启动再生相关基因的顺序表达，使组织器官的内源性衰退、损伤修复启动； ③外源性干细胞进入体内，分泌多种生长营养因子，改善组织器官内部微环境； ④免疫调节作用可减轻了局部组织器官的炎性反应。 干细胞抗衰老的技术特点： 所用的干细胞是采用国家干细胞工程技术研究中心专利技术，在国家认证的GMP 细胞培养室进行特定培养，专门用来做抗衰老治疗的干细胞。经特殊手段培养的干细胞细胞活力、增殖能力、耐受力及植入能力较普通方法培养的间充质干细胞都要强，在抗衰老方面的疗效自然更好。 干细胞抗衰老的适宜人群： 1、预防衰老，要求维持机体年轻化、面部美容年轻化的人群； 2、高压力、工作紧张、亚健康人群； 3、内分泌及性功能衰退人群：男性、女性性功能下降、减退，女性月经失调、内分泌紊乱，卵巢早衰、更年期提前，睡眠、情绪欠佳等； 4、机体未老先衰人群：机体衰老，缺乏活力，易疲倦，组织器官功能老化等； 5、心血管系统功能退变人群：动脉硬化、老化，冠状动脉硬化、狭窄，血压增高等； 6、内脏器官功能退化人群：心、肝、肺、肾、胃肠等器官功能衰退或下降； 7、骨骼运动系统退变人群：骨质疏松，骨关节增生疼痛，骨关节退变，关节炎，肌肉、韧带、肌腱功能退化，运动及活动能力下降等； 8、免疫系统衰退人群：免疫力弱，易感冒或患感染性疾病等； 9、血液系统功能衰退人群：血脂高，血粘稠度高，血液流变学改变等； 10、疾病方面：慢炎疾病稳定期（恶性肿瘤除外），如高血压、糖尿病、冠心病、肝硬化、中风、手术后、神经系统损伤或疾病等；急性疾病发作期，如心肌梗死、脑中风等；自身免疫性疾病，如红斑狼疮、Ⅰ型糖尿病等。 干细胞抗衰老治疗后出现的变化： 1、外在变化：皮肤变光滑、润泽，肤色变白；细小皱纹减轻、变浅，面部色斑变淡；头发可出现增多、白转黑现象，全松弛的皮肤开始变得紧致以及肌肉变得紧实，女性乳房、臀部变得紧致富有弹性。 2、免疫力增强，原来易感冒的人不易再感冒。 3、睡眠改善，不容易疲倦，精力充沛，记忆力好转。 4、肌肉变得有力，腰膝酸软疼痛症状减轻。 5、食欲好转，腹胀、便秘现象减轻甚至消失，肠炎症状好转。 6、男性功能改善，前列腺肥大增生减轻好转；女性卵巢早衰患者月经的恢复，更年期症状的改善，女性乳房及臀部变得紧致有弹性。 7、代谢率提高，脂肪重新分布，机体年轻态的恢复。 8、全面提高人体机能，改善人体退变现状，使机体保持青春活力和年轻状态。

干细胞抗衰老

什么是干细胞疗法？ 干细胞是一种具有自我复制能力的多潜能细胞。在一定条件下，可以分化为多种功能细胞，由于具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，被医学界称为“万能细胞”。所谓干细胞治疗就是利用干细胞分裂和自我复制的能力，激活体内日渐微弱的重要细胞，达到增生效果的治疗。 干细胞的抗衰老原理 人体依靠干细胞的增殖和程序性细胞死亡来控制体内细胞的动态平衡，使新老细胞交替，体内细胞更新的能力反映了人体的健康状况和活力。由于干细胞是所有细胞的起源细胞，其增殖和分化是维持体内细胞动态平衡的重要机制，因此及时移植干细胞，将系统地提高全身细胞的更新能力，增强细胞活性，全面改善组织、器官功能。 哪种人群适合干细胞抗衰老治疗？ 1。过早衰老的人，如衰老、缺乏活力、疲劳、组织器官老化等。2。预防衰老需要保持年轻漂亮的身体，保持年轻人的面部美。也就是说，抗衰老的干细胞可以起到美容的作用。3。有高压力和亚健康的人。4。内分泌失调的人，如月经失调、内分泌紊乱、卵巢早衰、更年期

提前、睡眠和情绪不太好的人5。器官功能恶化者，如心、肝、肺、肾、胃肠等器官功能下降和衰退的人。6。免疫系统退化的人，如免疫力弱的人，通常喜欢感冒。 干细胞的抗衰老作用 1。全面改善新陈代谢：人体细胞的功能好坏直接影响人体机能的新陈代谢，新陈代谢是人体生命活动的物质基础。干细胞在调节新陈代谢中起着重要作用，能有效改善机体各种脂蛋白的代谢。同时，还具有降血脂、降血糖、减肥的作用，保持身体健康。2。恢复健康肌肤：健康的肌肤是光滑且有弹性的。干细胞具有显著的美容和美肤作用。能有效地去除皱纹，恢复肌肤光泽和弹性，使肌肤真正得到实质性的年轻化提升。3。增强免疫功能：免疫系统是人类健康的防御力量，免疫细胞是防御力量中的士兵。干细胞可以增强机体的免疫系统，提高机体的免疫功能。因此，干细胞也是维持人体健康的有效途径之一。

衰老学说

衰老学说 有人认为老年病正是衰老的原因；另有人反对说，老年病恰是衰老的结果。那么，究竟衰老的本质是什么呢？ （一）氧自由基学说。这是世界上公认的主要衰老学说之一。它认为机体的细胞在氧化、代谢过程中，或受射线照射，服用化学药剂后，都使体内积累大量有害的自由基，这种自由基可是生物膜中多元不饱和脂肪酸发生过氧化作用，最终导致蛋白质交联物渐渐增多，导致细胞功能积累性退化衰老。自由基是使人衰老的罪魁祸首，所以设法消除这种自由基病便可延长人的寿命。美国路易斯维尔大学的生化专家即从植物中提取了一种能消除动物体内自由基的物质，用它喂蚊子，使其寿命从29天延长到45天。一旦能找到适合人服用的这类物质，人的寿命可望大大提高。 （二）细胞突变说。认为细胞分裂次数与寿命成正比。衰老即是由于细胞受损而产生突变。，从而使细胞本身及下一代细胞异常，生理功能下降，分裂次数降低。在实验中，人体细胞只能分裂50次，然后就土崩瓦解；但是在低温下，细胞分裂速度可变慢，这是延长寿命的方法之。与此相似的是生物钟学说，认为人的细胞分裂次数50次是生物钟决定的。例如寿命为30年的鸡，细胞分裂25次；寿命为3年的小白鼠，只分裂12次。有人提出一个推断：人的体温若降低2摄氏度，寿命可延长到200岁，若降低4摄氏度，可活700岁，且生命质量不变。又有人认为合理有益的饥饿，可大大提高人的寿命，这都是减缓细胞分裂速度的原理使然。程序衰老学说认为，人和动物的神经寿命是有特定的遗传程序决定的，不可更改，因此，人的衰老成为必然，这个学说也可以叫做遗传衰老学学说。 （三）免疫功能退化学说。这是为许多人接受的一种衰老学说，也是一个主要的衰老学说。它认为人的免疫功能在中老年后，随着年龄的增长而退化，而人类是处于外部病菌、病毒、内部异常细胞、毒素的包围之中，岁时又受侵害的可能，免疫功能降低就是致病且不易治愈，这就使器官、组织受损或致死。有人把幼儿内分泌腺诸如老人体内能，借此增加老人的米纳一功能，但尚未得到广泛临床应用。淋巴细胞是免疫系统的“主帅”。英国老年保健研究所公布的一项鸭牛结果表明：在一个老人死前3年终，淋巴细胞数量明显下降趋势。这是他们对05个人进行长达30年之久的考察得出的结论。 此外，北京大学大学医学部免疫学研究时发现，白细胞介素随着人的计数年龄的增长而呈明显夏季那个趋势，它在康衰老中参与机体的免疫调节。 （四）自身中毒说。人的大肠细菌等可分泌一种有毒物质，它可以使人衰老。此外，美国洛克菲勒大学的细胞生物学家尤金尼亚还从人体的结缔组织细胞中分离出一种特殊的蛋白质，是老化的、不能分裂的细胞的产物，正是它杀死了细胞。消除这种毒物，可望推迟衰老。 （五）死亡激素说。有人问为老化的关键步骤并非发生在细胞中，而是发生在大脑、神经、内分泌的活动，使机体老化的决定因素。若早期摘除大白鼠垂体腺，并喂食可的松激素，会延长大白鼠寿命。有的学者认为脑垂体腺在大脑中释放一种“死亡激素”，有的说胸线释放这种“死亡激素”但都未得到实验的证实。有人从乌贼鱼的泪腺中发现“死亡激素”。 （六）胶体化学说。捷克的汝兹卡认为衰老是滞后作用的过程，即使由于体内状态的变化。人随着年龄增长，体内进行胶体颗粒的合并过程，于是机体活性酸度下降，呈现衰老状态。

干细胞与再生医学

需要重点看的概念 1 embryonic stem cells, ES 胚胎干细胞 2 Stem cells 干细胞 3 hematopoietic stem cell 造血干细胞 4 Neural stem cells (NSCs) 神经干细胞are initially present in a single layer of pseudostratified epithelium spanning the entire distance from the central canal to the external limiting membrane. NSCs continue to proliferate, and are patterned over several days in vivo to generate mature neurons, oligodendrocytes, and astrocytes. 神经干细胞起先呈现为单层假复层上皮，覆盖于整个中央管到外部的限制性膜。神经干细胞能增殖，并在数天内产生成熟的神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。 5 plasticity 可塑性一种成体干细胞具有生成另一个组织的特化细胞的能力，即成体干细胞具有一定跨系、甚至跨胚层分化的特性，称其为干细胞的可塑性，也称为成体干细胞的横向分化。Transdifferentiation (plasticity of stem cell): means the adult stem cell from one embryonic layer can differentiate into cells derives from other layer. 6 Human mesenchymal stem cells 人间充质干细胞 7．fate mapping 干细胞命运图：在正常环境下受各种稳态因素调节的分化趋势。这些趋势包括干细胞对机体正常发育活动的参与，以及干细胞对各种生物学危险诸如组织损伤、器官衰老以及疾病的反应。 判断 7 There must be stem cells that divide and generate neurons in the adult mammalian brain. （T） 在成年的哺乳类动物体内一定有能够分裂并产生神经元得干细胞存在 填空 8 (adult) stem cells have been identified in the brain, particularly in a region important in memory, known as the hippocampus. 研究者已经证实脑中含有成体干细胞，特别是在对记忆尤为重要的海马区 9 NEP cells continue to proliferate, and are patterned over several days in vivo to generate mature (neurons) , oligodendrocytes, and astrocytes in a characteristic spatial and temporal pattern. 神经上皮干细胞持续增殖，并在数天内被模式化，以特有的时空模式产生成熟的神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。 问答 10 neuronal precursors can be isolated from 神经前体细胞可从哪些部位分离 1) the developing human brain, 发育中的人脑 2) adult human hippocampus, 成人的海马

干细胞和再生医学的故事

干细胞和再生医学的故事 最近都在讲精准医学，大致可以理解为一种“根据每个患者的个体特征‘量身定制’的治疗方法”。从某一方面来说，干细胞技术带来的再生医学，也应该算是精准医学的一个重要部分。然而什么是干细胞技术，很多人并不真正了解，只知道市面上已在热销什么干细胞面膜、面霜，流行什么干细胞美容，似乎那就是个可以令我们青春永驻的秘方。 干细胞大家族 干细胞可是一个大家族，根据不同的分法可以分为以下几类。根据它的发育等级和分化能力，可以分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。 全能干细胞： 顾名思义就是啥样的细胞都能变，实际上全能干细胞能形成一个新的生命个体。也就是说，从这一个细胞出发，经过分裂、增殖、分化最终可以得到一个完整的生物。目前，对人体来说这样的细胞只有两种：一是，受精卵;二是，四分体时期的细胞有的科学家认为四分体时期的细胞也具备全能性，不过没有达成广泛共识。可惜的是，后者以目前的科学技术还没有办法把它们分离出来传代培养就是让它们不停地分裂还能保持原有的功能特点，所以我们实际上很少研究它。 多能干细胞： 与全能干细胞的区别，是后者“啥都能变”，前者却是“能变很多种”。也就是说，多能干细胞可以变成几种不同的细胞，但不是所有种类的细胞都能变，比如“造血干细胞”，所以它们永远没办法形成一个完整的生物个体。 单能干细胞： 自然就是只能变一种至多是两种细胞的干细胞。 其次，根据干细胞的来源，我们还可以把它们分成胚胎干细胞和成体干细胞。最新的研究中还有一类新的干细胞，就是诱导多能性干细胞。 热门美剧《实习医生格雷》第七季里有一集，讲到一个小女孩因为肿瘤失去了气管，医生们用她自己的干细胞再造气管，进行移植的故事。虽然这个故事被讲得错漏百出，但利用自身的干细胞治疗和修复机体，确实是现实中已经被广泛应用的一系列技术了。这些医疗手段的基础就是成体干细胞。成体干细胞正是在现实医疗中应用最多的干细胞治疗手段。

干细胞抗衰老行业现状分析报告

目录 一、干细胞行业的“万用功能“及发展前景 (2) 二、干细胞行业相关政策分析 (4) 三、干细胞抗衰老作用机理 (4) 1.骨髓间充质干细胞 (5) 2.脐带血干细胞 (6) 3.脂肪干细胞 (7) 4.胚胎干细胞 (7) 四、干细胞产业链分析 (8) 五、干细胞国内相关企业分析 (9) 1.中源协和：中国干细胞产业链的整合者，全面布局上下游 (9) 2.北科生物：干细胞技术全球领先，有望成为中国的“苹果” (10) 3.金卫医疗：通过CCBC股权间接经营干细胞存储业务 (11) 4.冠昊生物：依托技术优势进军干细胞治疗领域 (12)

图表目录 图表1：干细胞治疗应用方向 (3) 图表2：干细胞抗衰老行业相关政策 (4) 图表3：随着年龄的增长，骨髓中干细胞数目急剧下降 (5) 图表4：小鼠骨髓间充质干细胞具有抗衰老作用 (6) 图表5：脐带血干细胞可以促进细胞增殖，修复受伤组织 (6) 图表6：肌肉注射胚胎干细胞后各系统疗效（临床改善指数） (7) 图表7：干细胞产业链 (8) 图表8：北科生物发展历程 (11) 图表9：金卫医疗发展历程 (12)

一、干细胞行业的“万用功能“及发展前景 干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是机体的起源细胞，是形成人体各种组织器官的原始细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞或组织器官，医学界称其为“万用细胞”，对应干细胞治疗具有极大的潜力。干细胞按发育状态分为胚胎干细胞、成体干细胞。按分化潜能分为全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。 干细胞治疗则是把健康的干细胞移植到病人或自己体内，以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。即干细胞治疗从细胞层上治疗疾病，相较很多传统治疗方法具有无可比拟的优点： （1）安全：低毒性（或无毒性）； （2）在尚未完全了解疾病发病的确切机理前也可以应用； （3）治疗材料来源充足； （4）治疗范围广阔； （5）是最好的免疫治疗和基因治疗载体； （6）传统疗法认为是“不治之症”的疾病，又有了新的疗法和新的希望。 因此干细胞治疗作为一种比较优势突出的新型治疗，临床上应用的领域包括治疗心血管疾病、神经系统疾病、血液病、肝病、肾病、糖尿病、骨关节疾病等，现在比较成熟的如应用骨髓移植治疗白血病等恶性血液病，随着未来越来越多临床试验的成功，产业发展前景将十分广阔。 图表1：干细胞治疗应用方向 资料来源：银联信

干细胞抗衰老

细胞抗衰老是指获取受者的自体皮肤组织，使用先进的“组织工程技术”程序进行分离，纯化，培养和扩增，然后进行自体成纤维细胞前体细胞注射，然后将其输回体内。真皮下的面部皱纹或凹陷的疤痕会产生受体的自体胶原蛋白，从而使受体产生生理性的除皱术去疤的目的。因此，细胞抗衰老技术是医学美容领域技术的中文译名。 一般情况 老化是一种自然过程。丽都系统地阐述了生物分子的自然交联理论。该理论指出，生物是一个不稳定的化学系统，属于耗散结构。系统中各种生物分子中都有许多活性基团。它们必须彼此相互作用以产生化学反应，这使生物分子缓慢交联，以保持化学活性的稳定性。随着时间的流逝，交联度增加，生物分子活性基团的消耗减少，原始分子结构逐渐变化。这些变化的积累将使生物组织逐渐出现衰老现象。 新定义 什么是衰老 定义-一种综合性疾病，称为慢性疾病，是由于人类生命周期中长期受环境（内部和外部）的冲击和对人体细胞群的伤害而引起的，从而导致逐步缓慢的退化人体各种组织和器官的功能受损，并导致许多人体功能丧失。该病从成年开始，到中年“正式”出现，并在50岁后显着增加。 人们为什么变老 1.细胞的自然衰老和凋亡 2.干细胞的减少导致新鲜细胞的短缺，这使老化的细胞无法被替

换，有效细胞的总数减少 3.外部环境和基因的结合加速了细胞的衰老 4.体内抗衰老基因的活性 治愈和抗衰老的最基本方法是修复细胞，改善细胞代谢和激活衰老细胞的功能。只有及时对受损细胞和老化细胞进行有效处理，才能恢复受损细胞并激活老化细胞。只有这样，器官组织和生理功能才能完全恢复正常，人体才能真正保持健康年轻。细胞疗法是通过回输特定种类的细胞（包括各种干细胞和免疫细胞）来激活人体的“自我修复功能”，补充和调节病理细胞，激活衰老细胞的功能，增加衰老细胞的数量。正常细胞，提高细胞活性，提高细胞质量，预防和延缓细胞病理变化，恢复细胞的正常生理功能，从而达到疾病康复和抗衰老的目的。 抗衰老简介 在国外已经观察到细胞抗衰老近十年了。在世界上，有关细胞抗衰老的临床研究报告近一万篇。目前，欧洲，澳大利亚，北美和韩国的抗衰老细胞已经完全工业化。在中国，还有一些幸运的美容爱好者，他们享受细胞抗衰老的纯天然美容技术成就。数据表明，细胞抗衰老是一种以组织工程技术为核心的皱纹和凹陷疤痕的技术服务，皱纹和凹陷疤痕是由专业操作人员去除并注入的。 细胞除皱术医学皮肤护理技术使用您自己的细胞，在国家GMP 生物实验室中培养，以增加成纤维细胞的数量（2,000万个细胞/ ml）并提高细胞的质量（青年细胞），并混合23种自体生长因子从自己的

第十七章 干细胞与组织的维持和再生练习题及答案

第十七章干细胞与组织的维持和再生 一、名词解释 1.干细胞(stem cells) 2. 全能干细胞(totipotent stem cell) 3.多能干细胞(pluripotent stem cell) 4.诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs) 5. 组织特异性干细胞(tissue-specifie stem cell) 6.不对称分裂(asymmetry division) 7.过渡放大细胞(transit amplifying cell,TAC) 8.干细胞巢(stem cell niche) 二、单项选择题 1.关于干细胞的基本特性的正确叙述是 A.干细胞均具有发育全能性 B.干细胞具有自我更新和多向分化潜能 C.干细胞分化产生的细胞不可能是干细胞 D.干细胞至少能分化为两种体细胞类型 E.干细胞只存在于个体发育的早期阶段 2.关于诱导性多潜能干细胞(iPSCs)的错误叙述是 A.iPS 细胞具有自我更新能力 B.iPS细胞具有多向分化潜能 C.通过诱导 iPS细胞分化有可能培育出人造组织器官 D.在形态上与人ES细胞极其相似 E.分化后的动物细胞将一直保持分化的状态，不可逆转 3.下列关于造血干细胞的错误叙述是 A.在临床上已用于治疗白血病 B.大多数表达 CD34 C.低表达 CD38 D.存在于骨髓中 E.属于胚胎干细胞 4.关于去分化的正确叙述是 A.细胞去分化时，分化细胞会失去其特有的形态结构和功能 B.高度分化的细胞不能发生去分化 C.细胞发生去分化后，其核内的染色体数目会发生变化 D.神经干细胞变成星形胶质细胞的现象属于去分化

生物 细胞衰老

细胞衰老的分子生物学机制 摘要：随着人口老龄化加剧,细胞衰老的生物学基础及其相关分子机制的研究已成为一个重要的研究方向。细胞衰老是多种因素引起的细胞周期永久性阻滞,与老化疾病如糖尿病、骨质疏松、动脉粥样硬化、神经退行性疾病等有关。现介绍细胞衰老及细胞衰老与年龄相关疾病的分子生物学机制,重点介绍衰老领域的最新研究进展:清除衰老细胞能改善或延缓老 龄化疾病,延长机体寿命。 关键词：生物学论文 细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡是两个不同的概念，个体的衰老并不等于所有细胞的衰老，但是细胞的衰老又是同个体的衰老紧密相关的。细胞衰老是个体衰老的基础，个体衰老是细胞普遍衰老的过程和结果。 细胞衰老是正常环境条件下发生的功能减退，逐渐趋向死亡的现象。衰老是生界的普遍规律，细胞作为生物有机体的基本单位，也在不断地新生和衰老死亡。生物体内的绝大多数细胞，都要经过增殖、分化、衰老、死亡等几个阶段。可见细胞的衰老和死亡也是一种正常的生命现象。我们知道，生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。 衰老是一个过程，这一过程的长短即细胞的寿命，它随组织种类而不同，同时也受环境条件的影响。高等动物体细胞都有最大增殖能力(分裂)次数，细胞分裂一旦达到这一次数就要死亡。各种动物的细胞最大裂次数各不相同，人体细胞为50～60次。一般说来，细胞最大分裂次数与动物的平均寿命成正比。通过细胞衰老的研究可了解衰老的某些规律，对认识衰老和最终找到延缓或推迟衰老的方法都有重要意义。细胞衰老问题不仅是一个重大的生物学问题，而且是一个重大的社会问题。随着科学发展而不断阐明衰老过程，人类的平均寿命也将不断延长。但也会出现相应的社会老龄化问题以及呼吸系统疾病、心血管系统疾病、脑血管病、癌症、关节炎等老年性疾病发病率上升的问题。因此衰老问题的研究是今后生命科学研究中的一个重要课题。 1 细胞衰老的特征 科学研究表明，衰老细胞的细胞核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化：①细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速度减慢;②细胞内酶的活性降低;③细胞内的色素会积累;④细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，颜色加深。线粒体数量减少，体积增大;⑤细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。形态变化总体来说老化细胞的各种结构呈退行性变化。 衰老细胞的形态变化表现有：①核：增大、染色深、核内有包含物;②染色质：凝聚、固缩、碎裂、溶解;③质膜：粘度增加、流动性降低;④细胞质：色素积聚、空泡形成;⑤线

干细胞抗衰老

人体衰老所表现的组织器官结构退行性变和机能降低，其本质是细胞衰减，而细胞的衰减又主要由干细胞衰减所致，所以衰老的本质是干细胞的衰减。 细胞也有寿命 人可以活到100岁或更长，而单个体细胞往往没有那么长的寿命，机体成熟干细胞会因衰老或受伤死亡，需要随时产生它们的替代品，而干细胞就是这些替代品的来源。它们在人体发育过程中，会长期保持自己的幼稚状态和分化潜能，当受到一些特殊的理化刺激时，才会活跃起来，开始增殖和分化，变成机体需要的细胞类型，发挥应有的作用。这就好像是一些隐藏在成人群里的小孩子，平时静静的待在那里，一旦身体需要，就可以迅速变多、长大，成为大人，与别的大人一样工作。 随着年龄的增加，干细胞的活性和再生能力降低 干细胞是一类具有自我复制和多向分化潜能的细胞，它可以不断的自我更新，并在特定的条件下可以转变成为一种或多种构成人体组织或器官的细胞。在理想的情况下，这些干细胞可以维持我们一生的需要，但是现实是残酷的，随着人们年龄的增加，人体内很多种干细胞的活性和再生能力不断降低；新生细胞补充不足，凋亡的细胞不能及时被替代，进而会导致全身各系统功能下降。 通过及时为人体补充鲜活的干细胞，即可达到全身机能抗衰老和防疾病的效果！相对于传统医疗，干细胞疗法在医疗领域的治疗效果可谓

是针对源头，一步到位。 干细胞冻龄、逆龄，重塑青春 干细胞让青春永驻已不再是梦，衰老是一种可以预防、治疗、延缓的疾病，和美容医学不同，抗衰老医学更加注重对人体脏器、循环系统的调节，让人体持续保持在年轻和美丽的状态，由内而外的展现青春活力。随着干细胞技术的不断完善，通过将干细胞补充进体内，使干细胞迅速“归巢”在体内衰老死亡的细胞位置，以代替衰老死亡的细胞，提高全身细胞更新速度，改善人体各项生理机能，从根本上达到延缓衰老的目的。 改善和预防糖尿病 通过移植定向诱导分化为胰腺细胞的干细胞，可替代受损胰腺细胞使其分泌胰岛素，从而达到改善糖尿病的作用，可大幅减少服用降糖药。干细胞还可提高机体糖代谢功能，有效降低血糖水平，起到预防糖尿病的作用。 改善和预防“三高” 干细胞治疗能提高机体应对各种脂蛋白的代谢功能，能有效降低血糖中低胆固醇，甘油三酯和低密度脂蛋白浓度。能显著提高机体糖代谢功能，有效降低血糖水平，能提高机体能量的供给和消耗平衡功能，具有减少血脂、降低血糖等功效，明显改善原发性高血压、高血糖、高血脂。 改善和预防女性卵巢早衰 干细胞能够定向分化出足够的卵细胞，补充卵细胞数量，刺激分泌雌

干细胞衰老

干细胞衰老 干细胞( stem cell aging ) 具有自我更新、组织损伤修复及多向分化的能力，可分化成为中胚层的所有种类细胞，经诱导还可以向神经外胚层分化，因此可对多种器官损伤进行修复1。但干细胞和其它体细胞一样，会衰老、凋亡，其损伤修复及更新、分化的功能会随着细胞的衰老而递减，甚至出现功能失调。研究表明，干细胞衰老会导致其再生能力降低，且会减少体细胞的数量，最终导致机体的衰老2。 干细胞衰老机制的研究表明端粒与细胞寿命的控制密切相关。人类端粒长度大约2-15 kb，由于存在末端复制问题，DNA每复制1次，端粒DNA就会丢失50-200bp，随着细胞分裂次数的增加，端粒DNA也在进行性地缩短，当缩短到一定限度后，便不能维持染色体的稳定，细胞也因此失去分裂增殖能力而衰老死亡，而这种缩短就是衰老的标志2, 3。因此，端粒也被称为细胞的“生命钟”。此外线粒体功能的失调会使细胞内的活性氧自由基累积，过多的活性氧簇( ROS, Reactive oxygen specie )可氧化破坏细胞核酸、蛋白质和脂质，引起组织损伤，进而促进干细胞的衰老4。Wnt/B-Catenin 信号通路的过度激活会通过DNA 损伤反应和p53/p21 途径造成骨髓间充质干细胞的衰老，并且Wnt/β-Catenin信号通路的激活在老年干细胞微环境所导致的骨髓间充质干细胞衰老和丧失功能5, 6。ROS 通过影响c-Maf基因频率来调控多能干细胞的增殖分化、自我更新及复制衰老等生物过程。干细胞具备保持长期自我更新的独特能力，但同时也伴随着内在风险，当干细胞是生物体中生存期最长的细胞时，其基因损伤的风险增加7, 8。因此当干细胞中年龄相关性的DNA损伤的积累会削弱干细胞的功能进而导致干细胞的衰老。Wood从药理学上调节体内转座子介导的衰

干细胞抗衰老

一场除皱美容的根本性革命 岁月易逝，红颜易老，对于女人来说，留住青春就是她们的最大梦想，为此她们不断尝试各种各样的方法，但也许从来没有想到要用自己的细胞来除皱，在我们的印象中，干细胞移植技术被用于治疗白血病，而现在干细胞移植已开始应用于美容领域，即通过细胞的培养，让爱美者留住青春。 用细胞抚平岁月的痕迹 据了解，干细胞就是种子细胞，它是在生命成长过程中起主干作用的细胞，也就是说，有了干细胞就可以使之在一定的条件下长成神经、皮肤或者心肌等组织器官。据专家介绍其实，干细胞100多年前就被发现了。经过与临床相结合，才出现用干细胞再造骨骼、软骨、皮肤、眼角膜以及用干细胞来美容等。干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞，胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并能生成身体的所有器官和组织，像眼睛、鼻子、心脏等，最终发育为一个人体。人从出生一直到成年后，体内仍然有干细胞，这就是成体干细胞。成体干细胞具有修复损伤和自我更新的功能。就像我们的一块皮肤受伤后，在其受伤部位周围的干细胞会马上生长新的皮肤，把创伤修复好。用人体自身的干细胞来除皱美容其实运用的就是干细胞的这种功能。这种利用人体自身皮肤干细胞来进行除皱除疤痕美容的技术，在国外被称为是“一场除皱美容的生物革命”。 据了解，这种看似离我们颇为遥远的干细胞除皱手术，目前在国内已经能够实施，这意味着众多爱美女性留住青春的梦想从此可以变为现实。 美女如何“变脸”

用干细胞技术除皱，就是在血液，脐带血，皮肤等等部位分离出，能产生自体胶原蛋白的自体皮肤(幼生)活细胞(皮肤青春细胞)，运用生物组织工程技术在体外培养，然后再回输到受术者的皱纹、凹陷性疤痕部位，活细胞在母体环境中能够继续生长，源源不断地产生自体胶原蛋白，就会使皮肤真皮层的厚度和密度增加，填平皱纹、消除疤痕、恢复皮肤弹性和光泽。临床表明，干细胞除皱后1、2、4、6月的效果分别为57%、79.6%、77.1%、81.6%，突出的特点是随着时间的推移，效果增加，事实上，它与其他除皱方式比，并不是简单地“填平皱纹”，对于衰老、失去弹性的皮肤来说，它是一种自然生理性的修复，不会产生免疫排斥反应。同时，由于自体细胞受自体组织生理环境调节，不会造成过度增生。 据了解，由于注射到皱纹部位的细胞是活的，有生命的，细胞分泌胶原蛋白需要一个生理性的过程，它会渐进地显效，而且效果持久 干细胞焕肤——4大显著功效 1、增加皮肤胶原蛋白和弹性蛋白的合成，稳定皮肤结构，紧实肌肤防止皱纹的产生; 2、表层细胞活跃迁移速度加快，恢复皮肤光泽; 3、修复损伤的毛囊干细胞，紧致毛孔 4、皮肤细胞新陈代谢功能增强，减少脂褐素沉积去除皮肤色斑 抗衰老的全新方式——细胞抗衰老 细胞抗衰老是通过输注特定的多种细胞（包括各种干细胞和免疫细胞），激活人体自身的“自愈功能”，对受损细胞进行修复与调控，激活休眠细胞功能，增加正常细胞的数量，提高细胞的活性，改善细胞的质量，防止和延缓细胞的病变，恢复细胞的正常生理功能，从而达到对抗衰老的目的。 干细胞抗衰老——复制青春容颜

衰老理论和衰老学说

衰老理论和衰老学说 目录 衰老学说概述 衰老学说研究 自然交联学说及其对经典生命难题的解释 生物分子自然交联学说与其他衰老学说 其他衰老学说简介 衰老理论和衰老学说无论是英汉词典还是汉英词典，“理论”和“学说”的英文释义都是“Theory”，这说明理论和学说在英文语境中没有明显的差异。与英文不同，中文语境中理论等同于真理；学说则相等于假设。因此，用中文评价衰老说，就应当区分理论和学说两种类型。本文尝试以理论和学说为两极，理性分析现在流行的各种衰老学说，希望能折射它们在这一直线座标系的相对位置及其到达理论顶点的“距离”。衰老学说概述 自19世纪末应用实验方法研究衰老以来，先后提出的学说不下数十种，有些学说已被否定（如大肠中毒说），近年来比较流行的有代表性的学说大致有：程序衰老说、密码子限制说、DNA修复缺陷说、生物分子自然交联学说、免疫机能退化说、大分子交联说、神经内分泌学说、体细胞突变学说、自由基学说、交联学说、生物钟学说、基因调节学说（细胞分裂速度逐渐减慢最终停止说）、剩余信息学说、衰老的免疫学说、端粒学说、基因阻遏平衡论等十几种。 毫无疑问，这些学说的许多观点是正确的，由于生命过程太过繁杂，研究者的观察角度不同、位置不同以及研究方法的不同，得出的结果就会不同，准确程度也就不同。就象饮水思源，长江的源头在哪里？虽然模糊了几千年，直到1978年才得出至今仍存争议的沱沱河，即使沱沱河就是长江源头，那么汇聚成沱沱河源头的山涧哪一条最长？离长江出口最远的一股泉水出自长江上游的哪一条山沟！至此，我想传统意义的饮水思源到此可以为止了；如果要寻找更深层次的源头，应该还可以追溯到某个山顶的某一颗树，那么这树上的水又是哪里来的呢？于是会追溯到某一团云彩，会追溯到生成这一团云彩的是某某水，会追溯到水的物理循环、水的理化性质。这许多因素中对我们饮水思源最重要的是什么呢？从社会层面说我们应该饮水不忘挖井人，从更深层次我们应该感谢自然界赋予水的自然属性，是水的理化性质和自然环境以及地形地貌、万有引力等多种因素的相互作用，才得以形成清澈的山泉，汇聚成奔腾的长江，周而复始，永不枯竭。虽然我们不希望把衰老的原因描述成一个哲学问题，但是让我们带着哲学的思维方式来探讨这个问题是必须的，在饮水思源的例子中，长江之水永不枯竭的原因有多种，但最核心的原因还是水的自然属性，正所谓外因通过内因起作用。生物的衰老也是如此，有很多种衰老的原因：有内在的原因、也有外在的原因。因此，一切有意义的衰老学说所证明的原因应该也不会超出内因和外因这样两种

干细胞抗衰老行业现状分析

干细胞抗衰老行业现状分析

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?

目录 一、干细胞行业的“万用功能“及发展前景?错误!未定义书签。 二、干细胞行业相关政策分析?错误!未定义书签。 三、干细胞抗衰老作用机理?错误!未定义书签。 1.骨髓间充质干细胞........................... 错误!未定义书签。 2.脐带血干细胞?错误!未定义书签。 ３.脂肪干细胞?错误!未定义书签。 4.胚胎干细胞................................. 错误!未定义书签。 四、干细胞产业链分析8? 五、干细胞国内相关企业分析?错误!未定义书签。 1.中源协和:中国干细胞产业链的整合者,全面布局上下游错误!未定义 书签。 2.北科生物:干细胞技术全球领先，有望成为中国的“苹果”错误!未定 义书签。 3.金卫医疗:通过ＣCBC股权间接经营干细胞存储业务错误!未定义书 签。 4.冠昊生物:依托技术优势进军干细胞治疗领域.... 错误!未定义书签。 ?图表目录 图表１:干细胞治疗应用方向?错误!未定义书签。 图表2:干细胞抗衰老行业相关政策?错误!未定义书签。 图表 3：随着年龄的增长,骨髓中干细胞数目急剧下降错误!未定义书签。 图表4：小鼠骨髓间充质干细胞具有抗衰老作用?错误!未定义书签。 图表５：脐带血干细胞可以促进细胞增殖，修复受伤组织?错误!未定义书签。 图表 6:肌肉注射胚胎干细胞后各系统疗效（临床改善指数)错误!未定义书签。 图表 7：干细胞产业链?错误!未定义书签。 图表８：北科生物发展历程?错误!未定义书签。 图表 9:金卫医疗发展历程 (13) ?一、干细胞行业的“万用功能“及发展前景

细胞衰老的分子生物学机制

细胞衰老的分子生物学机制 衰老是机体退化时功能下降及生理紊乱的综合表现。衰老与机体的多种疾病有着密切的关系，是当前生物医学界研究的热门话题。机体衰老与细胞衰老密切相关，细胞衰老是指细胞生理功能的衰减。衰老在组织细胞水平上表现为DNA、蛋白质、脂类及细胞器等的损伤和有害物质积累。本篇文章对衰老的分子水平研究进行综述。 一、细胞衰老相关假说 随着衰老研究的发展，学者们提出了越来越多的有关衰老机制的学说：端粒假说，氧自由基学说、神经内分泌学说、DNA损伤修复学说、细胞凋亡学说、分子交联学说、失衡中毒学说以及生物膜损伤学说等。【1】 二、细胞衰老相关信号通路 目前研究最多的与细胞衰老相关的信号通路有p53-p21-pRb【2】和p16-pRb通路，【3】SIRT1通路，胰岛素/IGF-1通路，mTOR通路等。与细胞衰老相关的分子参与这些信号通路进行细胞衰老的调控。 三、细胞衰老相关基因 人类衰老相关基因大多是抑癌基因、原癌基因或静止期细胞表达的基因。诸如P16、P21、P53、P33、PTEN、Rb，ras、raf、c-jun、c—fos、myc、bcl—2、cyclinDl等基因。人类“长寿基因”与“衰老基因”相比模式更为复杂，且绝非一种基因在起作用，可能是一个基因群。犹如癌基因与抑癌基因．凋亡与抗凋亡基因，一正一负、既联系又制约，调控衰老的进程。【4】

四、细胞衰老相关RNA IncRNA参与细胞衰老调控的机制包括：参与细胞周期的调控、调控端粒长度、参与表观遗传学调控。同时，IncRNA还参与了衰老相关重要信号通路的调控，如p53/p21,与许多衰老相关重大疾病密切相关。【5】 MicroRNA(miRNA)是一类在基因转录后水平发挥重要调控功能的非编码单链小分子RNA。近年来随着研究的深入，发现miRNA可以通过调控衰老信号通路中的蛋白,调节端粒酶逆转录酶的活性从而调节端粒酶的活性和端粒长度，调节活性氧自由基的生成以及调节线粒体的氧化损伤等多种途径来调控细胞衰老的过程。【6】 五、衰老有关因子 1、p21是细胞周期抑制因子,活化的p53转录激活p21表达,是引发细胞衰老的重要分子通路；p21是p53肿瘤抑制作用中的主要决定因子,在肿瘤中的表达降低。p21缺失不会促进肿瘤形成。【7】 2、CKI分为两类:一类为INK4即pl6家族。包括 p15、pl6、pl8 和pl9,这些蛋白均含有独特的4级锚蛋白结构(ankyrin),能特异性地抑制cyiclnD-CDK4/6-RB的磷酸化过程;另一类为CIP/KIP即p21家族,包括p21、p27和p57,对CDK有广泛抑制作用。cyclin过表达或CKI失活均可引起细胞增殖失控,使细胞持续性增殖向恶变发展。【8】 3、BRCAI(DNA损伤修复因子/肿瘤抑制因子)功能缺陷导致DNA损伤以及基因组不稳定, 并由此激活ATM/CHK2/p53( DNA损伤修复反应途径)通路 ,进而触发细胞周期阻滞/细胞凋亡/细胞老化,加速生物

新乡医学院 医学细胞生物学 习题 第十四章 细胞衰老与细胞死亡

第十四章细胞衰老与细胞死亡 一、单项选择题 1．衰老细胞的特征之一是常常出现下列哪种结构的固缩 A．核仁B．细胞核C．染色体D．脂褐质E．线粒体 2．小鼠成纤维细胞体外培养平均分裂次数为 A．25次B．50次C．100次D．140次E．12次 3．细胞凋亡与细胞坏死最主要的区别是后者出现 A．细胞核肿胀B．内质网扩张C．细胞变形D．炎症反应E．细胞质变形 4．细胞凋亡指的是 A．细胞因增龄而导致的正常死亡B．细胞因损伤而导致的死亡 C．机体细胞程序性的自杀死亡D．机体细胞非程序性的自杀死亡 E．细胞因衰老而导致死亡 5．下列哪项不属细胞衰老的特征 A．原生质减少，细胞形状改变B．细胞膜磷脂含量下降，胆固醇含量上升 C．线粒体数目减少，核膜皱襞D．脂褐素减少，细胞代谢能力下降 E．核明显变化为核固缩，常染色体减少 6．迅速判断细胞是否死亡的方法是 A．形态学改变B．功能状态检测C．繁殖能力测定D．活性染色法 E．内部结构观察 7．机体中寿命最长的细胞是 A．红细胞B．表皮细胞C．白细胞D．上皮细胞E．神经细胞 二、多项选择题 8．衰老细胞的特征包括 A．细胞的水分减少B．细胞核固缩，染色加深C．老年色素积累 D．细胞膜变厚，流动性下降，物质转运及信息传递障碍 9．自由基在体内有解毒作用，但更多的是有害作用，主要表现为 A．使生物膜的不饱和脂肪酸发生过氧化，形成氧化脂质，使膜的流动性降 低 B．使DNA发生氧化破坏或交联，使核酸变性，扰乱DNA的正常复制与转录 C．与蛋白质发生交联变性形成无定形沉淀物，降低酶活性和导致机体自身 免疫 D．加速细胞衰老 10.严重影响到机体衰亡的细胞衰亡是哪些 A．肝细胞B．肾细胞C神经细胞D．心肌细胞 11.遗传程序说是关于细胞衰老机理的假说，其主要内容是 A．重复基凶利用枯竭说 B.DNA修复能力下降说C．衰老基因说D．免疫功能减退说12.细胞磨损学说包括的假说是 A．差错灾难说B．大分了交联说C．自由基说D．衰老基因说 参考答案： 1. B 2. B 3. D 4. C 5. D 6. D 7. E 8. ABCD 9. ABCD 10. CD11. ABC 12. ABC 二、填空题 1．细胞死亡的形式有__________和__________。 2．人类的一生要经过__________、__________、__________、__________和__________

干细胞抗衰老的作用和适宜人群

干细胞抗衰老的作用 据研究，人的各种组织中存在有成体干细胞，但只有大约5%处于活性状态，其中大部分约95%都处于休眠状态。 干细胞和再生医学一直关注如何在人类生命的主要时期利用这些处于休眠 状态下的干细胞，让其分化以代替原有的功能逐渐衰退的各种细胞，以达到组织 器官的更新和功能的恢复。 研究表明，有些细胞因子能激活机体中处于休眠状态下的各种干细胞，以替 代更新原有的因衰老或病理性等因素所造成器官衰退和老化，增强组织器官的活 性和原有的抗耐受力，达到组织器官功能的恢复。 美国科学家经过多年的研究，已成功地从克隆细胞中提取出胚源细胞分化因子，神经细胞生长因子、胚胎活体细胞表皮生长因子、分子氧细胞及免疫因子诱 导生成剂等活性成份，用于逆转人体衰老、提高免疫力、调节体内微循环、加快 新陈代谢、激活人体休眠细胞和提高人体各种机能，使人青春长驻。 国外研究发现干细胞移植在抗衰老中的作用。研究人员采用D-半乳糖连续 数周皮下注射建立衰老小鼠模型，并于模型建成后给予骨髓间充质细胞输注，检 测间充质细胞治疗前后衰老相关指标。结果表明，骨髓间充质细胞能改善衰老小 鼠的衰老相关指标，提示具有抗衰老作用。在细胞的临床应用技术推广过程中发现，在患者接受治疗过程中，其在改善患者病情的同时，患者的白发、皱纹减少，皮肤变滋润的现象。 因此，移植和补充干细胞，意味着不断增加人体各种器官、组织的再造和修 复所需的最基本的材料，长期保持生命的巨大活力，能够起到改善亚健康状态，延缓衰老，延长寿命的作用。 干细胞抗衰老的适宜人群 1、要求维持机体年轻化的人群。 2、长期工作紧张、亚健康人群。 3、性功能减退，月经失调、更年期提早，睡眠、情绪欠佳等内分泌功能衰退人群。 4、缺乏活力，易疲惫，组织器官功能老化等机体未老先衰人群。 5、动脉硬化、老化、冠状动脉硬化、狭窄，血压增高等人群。 6、心、肝、肺、肾、肠胃等器官功能衰退的内脏器官功能退化人群。

干细胞衰老(版本1)

成体干细胞衰老机制 许多组织在正常生理状态或损伤反应中具有生长和再生能力，这一过程由成体干细胞介导。组织内的成体干细胞具有自我更新并分化成多种细胞类型的能力。虽然目前认为成体干细胞不受复制衰老的影响，但却仍可发生损伤积累。它们在细胞系中所处的基础地位决定了一旦其发生功能障碍将会带来较其他细胞类型产生更显著的影响。 成年干细胞具有多种共同特征，如表达端粒酶用于自我更新；在静止/激活状态之间表型转换；染色质以二种状态存在以备更新或分化；有独特代谢要求；胞内大分子物质非对称分布并产生不对称细胞分裂1。上述共同特征与已知衰老机制的交互作用也可使干细胞衰老表型呈现一定异质性。在持续再生组织中，理解干细胞的衰老是解读器官水平衰老的前提条件。现就成体干细胞衰老机制进行总结，涉及的干细胞群包括：造血干细胞（hematopoietic stem cells， HSC），肠道干细胞（intestinal stem cells ，ISCS），骨骼肌卫星细胞、神经干细胞（neural stem cells ，NSCs）、皮肤干细胞、生殖干细胞（germline stem cells，GSCs）。 机制1 端粒损耗（Telomere attrition） 端粒缩短是包括干细胞在内所有细胞衰老的共同标志。干细胞表达端粒酶，但HSCs、NSCs、毛囊干细胞（HFSC）、GSCs的端粒仍会随衰老而缩短2。对处于抗肿瘤治疗背景或老年期小鼠过表达端粒酶逆转录酶（端粒酶催化亚单位）时，其中位生存时间会增加且独立于肿瘤发病率。这表明端粒长度有助于衰老时的生存3。但目前尚不清楚这种中位生存期的延长是否依 赖于干细胞活性。人类中也有相关研究支持该结论。例如，端粒长度与年龄大于75岁人群的年龄呈负相关，更长的端粒有助于老年个体的生存3,4。 机制2 细胞衰老（Cellular senescence） 细胞衰老是由缩短且未“带帽”（Uncapped）端粒或应激诱导的表观遗传改变引起细胞周期不可逆的停滞，为干细胞癌性转化的主要障碍。越来越多的证据表明细胞衰老是干细胞衰老的原因之一5。由于干细胞具有自我更新和分化的能力，因此诱导干细胞衰老会明显破坏其功能。衰老的微龛细胞（Senescent niche cells）也能通过分泌促有丝分裂原和促炎性细胞因子这种旁分泌作用调节邻近的干细胞功能6。在HSCs、卫星细胞和NSCs中，细胞衰老的标志物（如p16INK4a）会随年龄增长而积累；而通过多种抑制P16INK4的方法则有助于改善衰老干细胞的功能7,8。 1