摘要本文围绕MSC间充质干细胞体外扩增过程中的衰老机制、表型变化及延缓衰老策略进行梳理结合培养体系优化方向介绍Solallis化学成分限定无血清MSC培养基在干细胞培养研究中的应用参考。上海曼博生物可提供Solallis品牌MSC培养基、化学成分限定无血清培养基及MSC培养体系优化相关产品与解决方案。关键词MSC衰老,间充质干细胞衰老,MSC培养基,Solallis,化学成分限定培养基,无血清MSC培养基,MSC体外扩增,干细胞培养,抗衰老策略间充质干细胞MSC治疗的核心优势在于其强大的免疫调节和旁分泌功能而非直接分化。在骨关节炎、自身免疫性疾病如红斑狼疮、心肌修复等领域展现出巨大应用潜力。未来发展方向在于优化递送策略、开发即用型异体产品、探索外泌体等无细胞疗法以及寻找预测疗效的生物标志物以实现准确治疗。MSC细胞移植需要体外扩大培养MSCs然而体外培养的MSCs 也会出现衰老而导致治疗作用下降。例如在MSCs 培养过程中经常可以观察到传代次数较多的 MSCs 增殖速率下降、细胞形态发生变化、细胞体积变大等现象上述现象简要概括为MSC衰老。在本文中将简述影响MSC衰老的因素、表型变化以及延缓衰老的策略讨论。一、MSC衰老机制分析MSC在体外扩增过程中衰老或老化是一个复杂且多因素驱动的生物学过程严重限制了其临床应用的效果。其作用机制可分为内在影响因素和外在影响因素两大类。1、内在影响因素1复制性衰老端粒缩短与端粒酶活性缺失体细胞来源的MSC的端粒酶TERT的表达水平较低导致其无法有效补偿MSC扩增时DNA复制的端粒损耗。随着每次细胞分裂染色体末端的端粒逐渐缩短。当端粒缩短至临界长度时会触发DNA损伤应答DDR机制进而激活p53-p21等信号通路最终导致细胞周期发生不可逆的停滞即复制性衰老。2表观遗传改变DNA甲基化模式改变全局低甲基化与特定基因启动子区如抑癌基因高甲基化失衡可能加速端粒缩短与细胞周期阻滞。组蛋白修饰变化与衰老相关的异染色质形成导致增殖相关基因沉默。3基因组不稳定性传代过程中线粒体DNA和核DNA突变累积。ROS导致的DNA损伤未被完全修复形成永jiu性损伤焦点。2、外在影响因素1氧化应激ROS如H₂O₂, ·O₂⁻直接损伤脂质、蛋白质和DNA。激活p38 MAPK和NF-κB等应激信号通路诱导p16INK4a高表达导致应激诱导的早衰。2培养操作相关的损伤酶消化频繁的胰蛋白酶消化会切割细胞表面蛋白激活损伤相关信号。机械力吹打、离心等产生的剪切力可直接对细胞造成物理损伤。“稀释性”衰老每次传代时的低密度接种迫使细胞必须进行更多次数的分裂来填补空间加速复制性衰老。3非最优的培养条件血清等补充剂差异含有未知的促炎或生长抑制因子。营养不足或失衡葡萄糖/谷氨酰胺浓度过高导致代谢副产物如乳酸、铵积累酸化环境并毒害细胞。缺乏必要的细胞因子例如缺乏bFGF等促生长细胞因子细胞体外培养时更容易衰老。二、MSC衰老的表型变化1、形态学和生物学行为变化MSCs衰老的典型表征之一细胞周期停滞在G1期。衰老的MSCs在透射电镜下观察到细胞核中细胞碎片聚集和颗粒细胞胞质堆积其形态通常变扁平或肥大线粒体数量减少、内质网扩张且表面附着力降低。健康MSC的单细胞凝胶电泳结果无彗星样尾部而衰老MSCs则有拖尾现象。2、细胞表型变化衰老相关β-半乳糖苷酶SA-β-Gal在衰老的MSC中表达水平明显升高细胞周期调控蛋白表达水平升高如p16INK4a、p21、p53等在衰老的MSC细胞中高表达表面标志物的变化、如衰老的MSC细胞中CD295、CD264等表达水平升高CD51、CD105、CD73等标志物水平降低。三、延缓衰老/抗衰老策略讨论为了更好地将MSCs应用于临床治疗我们必须通过调节特定条件改变MSCs老化过程相关的微环境从而使MSCs在大量增殖的同时不影响其分化和免疫调节特性。1、基因编辑在MSCs中引入端粒酶亚单位(hTERT)可使其增殖寿命大幅度增加同时能保留正常核型、延长端粒和衰老表型而不影响分化能力。几种小分子化合物如阿司匹林、维生素C和FGF-2已被证实能激活细胞内端粒酶从而实现上述效果具有改善MSCs增殖和成骨分化研究的潜力。细胞遗传工程也是防止MSCs老化的一种可能途径MSCs中p16INK4a/CDKN2A基因的敲除或RB基因的沉默能促进细胞增殖克隆和延缓衰老。敲除或沉默miR-195能明显激活hTERT、AKT磷酸化和FOXO-3的表达并促进已衰老MSCs中端粒的再延长。2、培养体系优化自定义配方优化生长因子选择性生长因子也可被用作维持MSCs的自我更新和分化研究报道外源性FGF-2、PDGF和EGF的使用也可促进MSCs的增殖并延缓其衰老。优化配方的MSC扩增培养基完全培养基MSC在体外扩增时会持续遭受氧化应激这是导致其功能下降和细胞衰老的主要元凶之一。一款具有优异抗氧化/抗衰老性能的培养基并非只是“延缓衰老”而是通过主动维持细胞内氧化还原稳态从根本上保障MSC的自我更新能力、多向分化潜能、免疫调节功能等关键治疗属性。产品推荐Stem Design MSC culture medium AF为日本Solallis Bio研发并生产的具有抗MSC老化/氧化特性的化学成分限定培养基。参考来源https://www.mine-bio.com/Solallis-article/article-Solallis-MSCs-EVs-05.shtml?utm_sourcecsdnutm_mediumreferralutm_campaignsolallis_article本文基于Solallis公开资料由其中国提供商上海曼博生物整理仅用于科研信息分享。上海曼博生物可提供Solallis化学成分限定无血清MSC培养基、MSC扩增培养基及EV富集培养基相关产品支持间充质干细胞培养体系优化相关研究。