骨髓间充质干细胞衰老的不良影响及其分子机制

吴超神　顾叶　葛婷

［摘 要］随着老龄人口数量迅速增长，老龄化问题日益严重。临床科研工作者愈发重视衰老性疾病的诊治，提高老年人的生活质量。在这一过程中，基于细胞的治疗手段显示出其独有的优势和广阔的应用前景。骨髓间充质干细胞是组织工程和再生医学领域中主要的候选细胞，具有独特的自我更新和分化潜能，以及显著的免疫调节活性。骨髓间充质干细胞发生复制性衰老，可引起包括骨质疏松在内的与年龄相关的退行性疾病，其中端粒缩短、氧化应激损伤和表观遗传学改变是导致骨髓间充质干细胞衰老的重要因素。以“bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs，senescence，aging”为英文检索词，以“骨髓间充质干细胞、衰老”为中文检索词，分别检索PubMed和中国知网数据库收录的相关文献，综述骨髓间充质干细胞衰老的研究进展，以期为相关衰老性疾病的诊治提供新的依据。

［关键词］ 骨髓间充质干细胞；衰老；端粒；氧化应激；表观遗传学

［中图分类号］ R 329.2 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1005-0310（2023）02-0064-08

Adverse Effects of Senescence on Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells and Their Molecular Mechanism

WU  Chaoshen， GU  Ye， GE  Ting

（Central Laboratory/Department of Orthopedics， Changshu No.1 Peoples Hospital， Changshu Jiangsu 215500，  China）

Abstract： The aging population is increasing rapidly and the phenomenon of aging is becoming more and more common. Clinical researchers are increasingly paying attention to the  diagnosis and treatment of senile diseases to improve the quality of life of the elderly. In this process， cell-based therapy is showing its unique advantages and broad application prospects. Bone marrow mesenchymal stem cells are the main candidate cells for tissue engineering and regenerative medicine， with unique self-renewal and differentiation potential and significant immunomodulatory activity. Replicative senescence of bone marrow mesenchymal stem cells may cause age-related degenerative diseases including osteoporosis， among which telomere shortening， oxidative stress damage， and epigenetic changes are important factors leading to senescence of bone marrow mesenchymal stem cells. In this paper， “Bone marrow mesenchymal stem cells， BMSCs， senescence， aging” were used as the English keywords and bone marrow mesenchymal stem cells， senescence” as the Chinese keywords. The relevant literature reports included in PubMed and CNKI databases were retrieved respectively. The research progress of bone marrow mesenchymal stem cell senescence was reviewed to provide new insights for the diagnosis and treatment of related aging diseases.

Keywords： Bone marrow mesenchymal stem cells；Senescence；Telomere；Oxidative stress；Epigenetics

0 引言

隨着医疗技术的迅速发展和生活方式的改善，人类的平均预期寿命显著增长，全球人口正在迅速老龄化，衰老也日益普遍。衰老是指随着时间的推移，生理功能的逐步丧失，在机体和细胞水平上，导致组织和器官的功能障碍［1］。衰老是一种与年龄相关的老年综合征，影响着老年人的生活质量。老年人发生意外导致不良健康结果的风险较大，如摔伤、残疾和死亡等，同时支出的医疗费用增加，给家庭和社会带来沉重的负担，日益成为全球主要的公共卫生问题［2］。

老年科学假说指出，大多数与衰老相关的疾病都是由共同的和相互依赖的条件维持的，包括慢性低度炎症、大分子/细胞器功能障碍、衰老细胞的积累和干细胞功能障碍［3］。

分子生物学和基因工程技术的迅速发展，使得基于细胞的治疗正在成为一种创新方法，用于治疗多种与衰老相关的退行性疾病，而随着老年患者数量的不断增长，他们逐渐成为受益于细胞疗法的主要目标人群。间充质干细胞（Mesenchymal stem cells， MSCs）是一种具有自我更新和多向分化能力的多潜能细胞，是非造血组织的非定向前体，在组织的维护、修复和再生中发挥着重要作用。这一术语最初是由Caplan于1991年提出的［4］，随后被大多数学者广泛采用。MSCs可以从大多数器官的结缔组织中分离出来，包括骨髓、骨膜、肌肉、滑膜液、毛囊、脐带血、脂肪和胎盘等，并在人类、非人灵长类动物和啮齿动物等多个物种中被报道。骨髓仍是MSCs 最重要的来源，大多数临床实验是基于骨髓开展研究的。骨髓间充质干细胞（Bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）是干细胞家族的重要成员之一，源于发育早期的中胚层和外胚层，它可分化为成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞和成肌细胞等，用于维持人体正常的骨代谢。

1 数据和方法

1.1 數据来源

在PubMed和中国知网数据库中检索1970年1月至2022年7月出版的文献，英文检索词为“bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs，senescence，aging”；中文检索词为“骨髓间充质干细胞、衰老”。

1.2 纳入与排除标准1.2.1 纳入标准

通过文献标题和摘要进行初步筛选，选取论述骨髓间充质干细胞及衰老的相关研究文献。

1.2.2 排除标准

1）排除内容与主题无关或陈旧、重复的研究文献；

2） 排除逻辑不严谨、可信度差的文献。

1.3 质量评估与数据提取

通过计算机检索与手工检索，共检索到416篇参考文献。按入选标准进行人工筛选，排除与主题相关性差及内容陈旧、重复的文献，最终对34篇符合标准的文献进行综述分析。

2 结果2.1 BMSCs的获取、鉴定及生物学功能分析

BMSCs数量稀少，需经分离、扩大培养和鉴定后，才能发挥独特的生物学特性。它适用于加强组织修复，治疗退行性疾病，甚至改善与正常衰老相关的功能障碍。

2.1.1 BMSCs的获取

BMSCs在骨髓中的含量极低，不足单核细胞总数的0.01%，在进行科学研究和临床应用前一般需进行体外扩增，才能达到细胞的数量要求。常用的获取BMSCs的方法有贴壁分离法、密度梯度离心法和基于流式细胞仪的免疫磁珠分选法，其中贴壁分离法是利用BMSCs易于贴壁而其他细胞较难贴壁的原理，通过多次换液将其他细胞剔除，从而达到纯化的目的。这种方法因其简单有效，至今仍是最经典的BMSCs获取方法，被广泛采用。

2.1.2 BMSCs的鉴定

不同实验室分离和培养程序的差异推动了BMSCs鉴定的标准化发展。2006年，国际细胞治疗学会（The International Society for Cellular Therapy，ISCT）提出了定义人类BMSCs的最低标准：①细胞具有粘附性，能够贴壁培养；②细胞表面标志物CD73、CD90和CD105呈阳性，造血标志物CD11b、CD14、CD19、CD34、CD45、CD79α和HLA-DR呈阴性；③具备分化潜能，在体外标准分化条件下向成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞分化［5］。BMSCs在满足以上标准的同时，显微镜下观察一般呈纺锤形、旋涡状生长。

鉴定BMSCs的标准虽然简洁方便，但其免疫表型在人工体外培养条件下可能发生改变。同时，其他潜在的阳性和阴性抗原标记也被不断发现。由于不同研究人员推荐的BMSCs标记组合存在差异，因此BMSCs的鉴定仍存在一定困难。

2.1.3 BMSCs的生物学功能

BMSCs的活性变化影响骨髓和髓外组织的衰老。在衰老的背景下，进一步了解BMSCs的生物学特性至关重要。BMSCs调节骨生长和骨重塑，形成将骨钙素沉积在矿化骨组织中的成骨细胞，并通过旁分泌刺激调节破骨细胞，破骨细胞通过骨吸收协调骨钙素的释放和激活。自体骨髓移植的安全性较高，可以避免产生与干细胞移植相关的伦理问题。BMSCs被认为是一种更安全的细胞治疗来源，患者自身的BMSCs可用于治疗骨折愈合不良、退行性关节炎和多发性硬化症（Multiple sclerosis，MS）等一系列临床疾病和损伤。已有研究者提出，BMSCs有助于组织和器官的修复，并在多种靶组织的再生中具有治疗潜力［6］，是一种重要的移植细胞来源。

BMSCs不仅具有强大的分化潜能，还具有显著的免疫调节活性，有助于免疫抑制和组织愈合。近年来，有研究表明，BMSCs不仅可以抑制T细胞增殖和产生免疫细胞因子活性，还能抑制B细胞合成抗体和NK细胞的非特异性杀伤功能［7-8］。此外，BMSCs表达主要组织相容性复合体（Major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ 分子，不表达MHC Ⅱ 分子，可以保护BMSCs免受宿主的免疫监测。因此，BMSCs自身的低免疫原性可用于异体移植而不会引起严重的免疫排斥反应，这些特性可使BMSCs参与以移植物抗宿主病（Graft versus-host disease，GVHD）为代表的免疫相关疾病的临床治疗。

迄今为止，BMSCs被认为是最有希望用于细胞治疗的干细胞类型之一，它具有独特的自我更新能力和广泛的分化潜力，在修复受损骨的结构和功能方面具有明显的治疗优势，引起再生医学领域的广泛关注。

2.2 BMSCs的衰老

BMSCs经历复制衰竭后，在氧化应激、紫外线照射和化学物质的刺激下，自身的再生能力下降，自我更新和分化潜能受损，产生增殖潜能降低、衰老细胞数量增加和体内骨形成缺失等与年龄相关的变化，可导致包括骨关节炎和骨质疏松在内的退行性疾病的发生。

2.2.1 BMSCs衰老特征

BMSCs经历增殖和分化后，出现细胞形态的一系列变化，也会迎来自身的逐步衰老，这是细胞的正常归宿。这与细胞衰老的海弗利克限制（Hayflick limit）有关。当细胞分裂次数达到Hayflick限制，亦称最大分裂次数时，细胞就会衰老，启动自身的凋亡程序而死亡。BMSCs在培养初期保持其纺锤体样的特征形态，经过20～30次种群分裂后，BMSCs胞体增大，胞质多呈颗粒状，内含许多包涵体，失去其特有的纺锤体样结构，增殖能力低于年轻的同类细胞。随着培养时间和供体年龄的增加，BMSCs的增殖能力逐渐丧失，还伴有分化能力的丢失，经历复制性衰老。

在BMSCs衰老的过程中，有一系列衰老标志物被发现和应用，有助于更好地了解和监测BMSCs的衰老进程，如与衰老相关的β-半乳糖苷酶（Senescence-associated β-Galactosidase，SA-β-gal）、p53、p21和p16INK4α，其中SA-β-gal最为常见。SA-β-gal的活性与体外细胞衰老有关，反映细胞溶酶体的功能状态，由于其易于检测，因此是衰老细胞中使用最广泛的生物标志物之一。SA-β-gal阳性细胞的数量在晚期传代细胞中增加，活性增强，最终导致细胞增殖停滞。体内研究结果显示，与年轻捐献者相比，在年老捐献者获得的培养物中，SA-β-gal的积累增加，表明年老捐献者的BMSCs可能在体内经历了更多的传代倍增。Stolzing等［9］研究发现，在来自老年人的BMSCs中，p53和p21以及细胞凋亡的水平升高。p53是一种细胞周期调节剂和衰老标志物，在应激和细胞功能障碍诱导衰老的凋亡反应中具有重要作用。p53和p21随着年龄增长表达上调，介导BMSCs增殖和成骨细胞的生成减少。

目前绝大多数关于BMSCs衰老的研究都是在体外扩大培养的条件下进行的。这些BMSCs在连续的传代增殖中经历了衰老过程，发生形态、表型和遗传的变化，但这些研究仅提供了BMSCs在体内如何衰老的间接证据。在培养皿中培养和扩展这些细胞时可能受到多种因素的影响，如细胞来源、供体年龄和患者的病理条件等［10］，并没有反映体内的生态位。因此，BMSCs在体内和体外的衰老可能既有共同特征，也存在一定的差异。

2.2.2 BMSCs衰老的不良影響

细胞衰老会损害BMSCs自我更新和分化潜能，从而限制其在组织器官修复、异体移植和退行性疾病中的治疗效果。BMSCs的数量往往随着年龄的增长而减少，其分化为不同类型组织的能力也随着年龄的增长而改变，表现出退行性特征，包括成骨分化能力和增殖能力的下降以及成脂分化能力的增强［10］，最终导致骨骼老化。越来越多的证据表明，BMSCs老化以损害成骨为代价促进脂肪的生成，导致骨形成能力受损，这与体内衰老过程中骨髓中脂肪组织增加的现象一致。这种变化可能是由于与PDZ结合的基序转录共激活因子（Transcriptional co-activator with PDZ-binding motif，TAZ ）的表达减少，从而提高过氧化物酶体增殖物激活受体γ（Peroxisome proliferator-activated receptor-γ，PPAR-γ）的表达。PPAR-γ作为关键转录因子参与体内外脂肪细胞分化，通过抑制与成骨相关的runt相关转录因子2（Runt related transcription factor 2，Runx2）的表达，诱导BMSCs向脂肪细胞分化［11］。Cao等［12］通过条件敲除小鼠体内的PPAR-γ，发现小鼠血清中脂联素、抵抗素和瘦素等脂肪因子的浓度降低，同时骨髓基质细胞炎症相关基因的表达水平明显下降。靶向PPAR-γ被认为是防止衰老过程中骨丢失的一种潜在策略。Baker等［13］研究表明，老年人BMSCs的成骨分化能力受损是导致年龄相关性骨质疏松症的一个重要原因。BMSCs这一系列功能和生物学性状的退化，可能导致人体衰老及与年龄相关的退行性疾病的发生。

2.3 BMSCs衰老的分子机制

BMSCs衰老是一个动态过程，是伴随着代谢、遗传、表观遗传、转录和翻译变化引起的功能改变［14］。BMSCs衰老往往涉及多种信号通路，如p53/p21、视网膜母细胞瘤（p16/RB）、蛋白激酶B（Akt/mTOR）、丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）及信号转导和转录激活因子3 （Signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）通路，最终导致细胞周期永久阻滞和不可逆损伤［15］。

现已发现许多分子参与BMSCs的衰老，如叉头框蛋白P1（Forkhead box P1，FOXP1）。FOXP1的表达水平与衰老标志物p16INK4α的表达水平呈负相关。启动子占位分析显示，FOXP1通过直接抑制p16INK4α的转录来减缓BMSCs的衰老，同时以剂量和年龄依赖的方式维持其复制能力［16］。BMSCs衰老的不同分子机制已被证实，包括端粒缩短、氧化应激损伤和表观遗传学的改变等，这些理论近年来得到了较为详尽的探究。

2.3.1 端粒酶学说

绝大多数衰老细胞中都存在端粒（Telomere）缩短的现象，端粒酶（Telomerase）学说被认为是细胞衰老的第一可能机制［17］。这一学说在BMSCs的衰老中得到了进一步验证。端粒是存在于真核细胞线状染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体，它保持染色体的完整性，同时调控细胞的分裂周期。端粒长度是细胞复制能力的良好预测指标，被称为细胞寿命的“有丝分裂钟”。Stenderup等［18］研究发现，端粒在BMSCs中以每两代100 bp的速度缩短，端粒平均长度从早期传代细胞的10.4 kbp减少至晚期传代细胞的7.1 kbp。当端粒缩短至某一长度时，细胞即停止复制，进入衰老状态。大量研究表明，干细胞增殖、分化和归巢能力下降以及衰竭可能是由干细胞端粒长度缩短所致，并且干细胞的自我更新能力和端粒长度与供体年龄有着很强的相关性。端粒酶是一种核糖核蛋白酶，通过将DNA重复序列（TTAGGG）添加到真核生物染色体末端端粒区域DNA链的3′端，从而延长DNA链中的端粒，防止衰老细胞处于有丝分裂后状态及凋亡的发生。虽然许多研究已经检测到BMSCs中端粒酶的活性，并且衰老的BMSCs往往表现出端粒酶活性下调，但BMSCs是否具有端粒酶活性仍然存在争议，尚未达成共识。这一争议主要是由于端粒酶活性测定的方法不同，这些测定方法的敏感性以及来自不同年龄的供体和物种的BMSCs导致获得的结果不一致。

已有研究试图通过诱导端粒酶的异位表达来缓解由于BMSCs衰老导致的功能退化。Shi等［19］认为，强制上调端粒酶可以增加BMSCs的分裂时间，增强分化潜力，说明端粒酶活性在维持BMSCs的增殖和分化潜能方面发挥着重要作用，端粒酶活性异常导致BMSCs的衰老。端粒酶逆转录酶（Telomerase reverse transcriptase，TERT）是端粒酶的催化成分，在端粒酶的活化中扮演着关键角色。TERT的表达受到严格的调控，体内几乎所有细胞均处于失活状态，仅在生殖细胞、干细胞和约90%含有功能性端粒酶的癌细胞中高表达。Bocker等［20］研究结果表明，过表达的TERT可以防止BMSCs衰老，恢复细胞染色体的稳定性，表现出更高的增殖能力。Tsai等［21］发现，过表达的TERT可以重建端粒酶的活性，并诱导BMSCs寿命的延长。

2.3.2 氧化应激学说

氧化应激在BMSCs老化过程中至关重要，而且很可能是延长培养过程中导致衰老的一个关键因素。线粒体作为生命活动和新陈代谢所需能量的供应者，能量的供应伴随着不稳定的活性氧（Reactive oxygen species，ROS）生成。ROS主要包括超氧阴离子自由基（O2—）、过氧化氢（H2O2）和羟自由基（OH—）等，一定水平的ROS诱导细胞产生适度的氧化应激反应，有利于细胞生存，维持体内平衡。

在BMSCs培养过程中，线粒体会出现形态学改变，氧化呼吸链功能障碍引起ROS释放增加。ROS积累可导致衰老细胞中核因子κB（Nuclear factor kappa-B，NF-κB）的活性增强。NF-κB是骨重建过程中的主要调节因子。Lin等［22］发现，老年小鼠BMSCs成骨减少与NF-κB活性增强相关，NF-κB通过增强β连环蛋白（β-catenin）的降解来抑制其成骨分化作用。当体内的抗氧化剂和ROS之间失去平衡，大量蓄积的ROS会损害线粒体本身，导致细胞内的大分子包括DNA、脂质和蛋白质的损伤，细胞内环境发生改变，最终由于损伤积累引起氧化性衰老。几乎所有衰老细胞都遭受线粒体损伤和氧化应激损伤。Wu等［23］利用DNA芯片技术分析来自不同年龄供体的间充质干细胞，筛选出CTNNB1、FYN、PPP2R1A、PIK3C2A和MAPK1等基因在氧化应激中发挥作用。其中CTNNB1编码的β-catenin蛋白是抵抗氧化损伤所必需的。Hurley等［24］研究发现，过度激活Wnt/β-catenin信号可促进细胞内ROS的产生，导致DNA损伤。

虽然BMSCs来自不同年龄的捐赠者，但它们具有相似的细胞适应性。缺氧是一种更接近体内氧水平的培养条件，被认为可以延缓细胞衰老。在长期低氧环境下，BMSCs减少氧气消耗和ROS的生成，改善自身的生长状态并减少凋亡的发生，从而获得更高的基因组稳定性。Rosova等［25］发现，在5%氧气浓度的环境下处理来自不同年龄供体的BMSCs细胞系，与传统的21%氧气浓度相比，可以使细胞生长得更强健，氧化应激反应更少。BMSCs在32℃低温培养时耗氧更少，直接降低有氧呼吸产生的自由基，诱导谷胱甘肽过氧化物酶的表达，缓解氧化应激诱导的衰老和凋亡。低温培养还通过改变p53和p21的表达来调节BMSCs的自我更新能力，维持BMSCs的多能性。

一系列药物如低剂量异硫氰酸酯已经被用于体外延缓BMSCs衰老，它可通过减少氧化应激反应和保护BMSCs免受化学诱导的氧化损伤反应来发挥作用。在一项研究中，Sun等［26］通过提供年轻细胞外基质而不是陈旧细胞外基质来纠正年老BMSCs自我更新和骨形成能力的缺陷，发现年轻细胞外基质能够降低BMSCs扩张和分化过程中的ROS水平，保护BMSCs免受氧化应激损伤，纠正成骨谱系向成脂谱系转变，维持骨细胞功能并保持骨骼稳态。Peffers等［27］通过对BMSCs成骨、成软骨和成腱结构的蛋白质组学分析，鉴定随年龄增长而差异表达的蛋白质，建议在以BMSCs为基础的老年人治疗方法中需要关注对氧化应激的保护。

2.3.3 表观遗传学的改变

表观遗传学是指在基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传变化。表观遗传调控涉及多种不同的生物学进程，如染色质结构调控、X染色体失活、基因印迹和基因组不稳定等，在细胞发育过程中起着关键作用。许多研究表明，随年龄增长而发生的表观基因组改变会影响干细胞的生长周期，因此考虑表观基因组学对细胞衰老的影响十分必要。

表观遗传介质通过DNA甲基化、组蛋白修饰和ATP依赖的染色质重塑，调节多能干细胞的分化。DNA甲基化是最早被发现，也是研究最深入的表观遗传调控机制之一。它是指在DNA甲基化转移酶（DNA methyltransferase，DNMT）的作用下，基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5号碳位共价结合一个甲基基团，根据基因组区域的不同，增强或抑制基因的表达。BMSCs长期培养DNA甲基化的变化分析显示，甲基化模式总体上保持稳定，但特定启动子区域的变化非常显著，特别是同源盒基因（Homeobox genes）和细胞分化调节因子，这些变化与体内衰老过程中观察到的变化显著重叠。在这些表观遗传修饰物中，Oh等［28］研究发现，DNA甲基转移酶抑制剂RG108能够通过增加间质标记物CD105、NANOG和Sox4以及TERT的表达，特别是减少启动子的甲基化，来挽救BMSCs的干细胞特性，同时该种治疗能够降低衰老标志物p53和p21的表达。Li等［29］研究发现，BMSCs衰老导致的表观遗传失调会抑制参与自我更新的基因表达，进而导致分化功能出现障碍。Jung等［30］通过体外研究表明，在BMSCs的衰老过程中，组蛋白去乙酰化酶（Histone deacetylases，HDACs）表达降低，这一过程可以通过应用HDACs抑制剂来诱导。

MicroRNAs（miRNAs）已成为与细胞衰老相关的基因表达的关键调控因子，这是一类长度约为20～24个核苷酸的非编码单链RNA分子，通过mRNA降解或翻译抑制参与调控靶基因的表达。有证据表明，miR-199a直接参与软骨和成骨的分化。Faraonio等［31］的研究指出，正常人类二倍体成纤维细胞的复制性衰老伴随着一系列miRNAs的表达改变，包括14个miRNAs表达上调和10个miRNAs表达下调。Okada等［32］发现，miR-195的表达随着年龄的增长而显著增加，并且年龄诱导的miR-195消失可以通过诱导端粒酶的活化而使衰老的BMSCs恢复活力，延长端粒的长度。Davis等［33］将研究重心转移到微囊泡和外泌体介导的miRNAs上，该种miRNAs转运是一种新的细胞和分子通讯途径。在这项研究中，验证了细胞外囊泡及其miRNAs可能随着年龄的变化而改变，从而得到年龄相关干细胞功能障碍的假设。实验结果表明，miR-183-5p在骨源性细胞外囊泡中随年龄增长，抑制BMSCs的增殖，诱导干细胞衰老。Pandey等［34］研究了年轻和年老供体中分离的BMSCs的miRNAs表达谱，分析显示，随着年龄的增长，活性miRNAs的小亚群发生了变化，其中抑制性κB激酶（Inhibitory kappa-B kinase，IB）、IL-1α、诱导型一氧化氮合酶（Inducible nitric oxide synthase，iNOS）、MAPK、ERK1/2、c-fos和c-jun的基因表达水平显著降低， 而NF-κB、myc和IL-4受体的mRNA水平在骨髓库的老化细胞中明显升高。这一系列研究结果显示miRNAs是参与细胞衰老的重要组成部分。目前报道的与年龄相关的miRNAs丰度的减少及其在间充质干细胞中的可能作用已成為一个重要的前沿研究领域，值得进一步探究。

如上所述，BMSCs衰老往往是由體内外多种因素共同导致的，包括端粒缩短、氧化应激和表观遗传学的改变等。不断涌现的新理论和新学说，对理解BMSCs衰老的分子机制和开发新的治疗方案大有裨益。

3 总结与展望

目前，BMSCs已用于软骨修复和骨关节炎细胞治疗的临床实验，在骨折愈合和肌腱治疗中也有应用，但由于其在老年慢性病患者中的再生潜力衰减，在大多数临床应用中的治疗效果仍然有限。供体年龄也是影响BMSCs形态、增殖潜力和分化能力的关键因素，来自不同年龄供体的BMSCs的特征差异导致细胞的治疗效果参差不齐，在移植研究前应选择理想的细胞来源。

综上所述，BMSCs是一类具有自我更新和多向分化能力的祖细胞群，可修复广泛的组织损伤和调节免疫活动，甚至改善由正常衰老引起的功能障碍，被认为是最有希望应用于细胞治疗的干细胞类型之一。BMSCs经历增殖和分化后，细胞形态发生变化，失去其特有的纺锤体结构。当细胞分裂次数达到Hayflick限制时，发生复制性衰老，SA-β-gal、p53和p21等衰老标志物的发现和应用有助于更好地了解和监测BMSCs的衰老进程。一系列证据表明，BMSCs在体内受到衰老的影响，导致其数量及多系分化、归巢、免疫调节和伤口愈合等功能的年龄相关性下降，引发包括骨关节炎和骨质疏松在内的与年龄相关的退行性疾病。有研究提出了以BMSCs为基础的衰老治疗的新思路，但目前临床试验的规模和数量仍然不大，需要通过深入研究来阐明这种治疗策略在再生医学领域中是否安全有效。同时，尽管我们在BMSCs的衰老过程和潜在分子机制的研究上取得了长足进步，但BMSCs的衰老往往涉及多个分子和多条信号通路。目前虽然出现了端粒缩短、氧化应激和表观遗传学改变等较为详尽的研究，但仍有许多未探索的领域有待发现，有望进一步探究后通过调节与BMSCs衰老过程相关的特定因素或者微环境来提高治疗效果。我们有理由相信，在不远的将来，BMSCs的应用能够成为预防甚至逆转人体衰老的一种创新治疗方法。

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（責任编辑 柴 智）

［收稿日期］ 2022-10-12

［基金项目］ 江苏省重点研发（社会发展）项目“基于乙酰基-11-酮基-β-乳香酸提高假体生存率策略的建立及临床应用”（BE2021673）。

［作者简介］ 吴超神（1995—），男，江苏常熟人，常熟市第一人民医院中心实验室实习研究员，主要研究方向为关节外科研究；葛婷（1994—），女，江苏泰州人，常熟市第一人民医院中心实验室实习研究员，主要研究方向为创伤外科研究。

［通讯作者］顾叶（1981—），男，江苏常熟人，常熟市第一人民医院中心实验室副主任医师，博士，主要研究方向为骨科研究。E-mail： edwinguye@126.com