随着机体稳态维持及损伤修复功能的下降，机体逐渐走向衰老。自古至今衰老一直是人们不断探索的热门领域，如何延缓衰老或实现健康衰老备受关注。胚胎干细胞（Embryonic Stem Cells，ESCs）是一类具有无限增殖和多向分化潜能的细胞，可被诱导分化为机体所有类型细胞，在再生医学中具有广泛的临床应用前景。然而，由于存在免疫排斥、安全隐患和伦理学制约等方面的问题，ESCs在临床治疗中的应用受到极大限制。细胞外囊泡（Extracellular vesicles，EVs）是从活细胞中分泌的纳米级囊泡，能够在细胞间传递多种细胞来源的活性分子（包括mRNAs、miRNAs、和蛋白等）。胚胎干细胞来源的细胞外囊泡（Embryonic Stem Cell - Extracellular Vesicles，ESC-EVs）具有ESCs的部分活性因子及治疗潜力，并成功地规避了致瘤性及伦理学制约，作为一种新型的、具有潜力的ESCs替代治疗方式，在再生医学及衰老相关领域备受关注。
近期，南开大学医学院刘娜教授课题组在Bioactive Materials上发表题为”Embryonic stem cell-derived extracellular vesicles rejuvenate senescent cells and antagonize aging in mice”的研究文章(2023, 1;29:85-97)，该文章全面而系统地探究了胚胎干细胞来源的细胞外囊泡（ESC-EVs）在逆转衰老中的作用，发现无论在体外还是体内，ESC-EVs均可有效延缓细胞及机体衰老进程，并对其机制进行了解析。该项研究为基于胚胎干细胞的衰老相关疾病治疗提供了理论依据及新的研究视角。
研究人员首先利用小鼠胚胎成纤维细胞（Mouse embryonic fibroblasts, MEFs）构建了体外细胞复制性衰老模型，发现ESC-EVs有效地抑制了衰老相关基因及蛋白的表达，降低了SA-β-Gal及ROS阳性细胞比例，改善了细胞周期阻滞，具有显著的延缓细胞衰老的作用（图1）。
图1 ：ESC-EVs的体外抗衰老作用
接下来为探究ESC-EVs对细胞衰老进程的调控机制，研究人员进一步对ESC-EVs处理前后的衰老细胞进行了RNA测序（RNA-seq），并通过miRNA测序（miRNA-seq）对ESC-EVs富集的miRNAs成分进行了分析，筛选出候选miRNA（图2）。进一步对RNA-seq和miRNA-seq结果进行联合分析，利用双荧光素报告酶实验验证，发现了两个可能的有效因子miR-15b-5p和miR-290a-5p。同时对ESC-EVs抵御衰老的作用机制进行了多维度解析，提出ESC-EVs延缓衰老可能是通过抑制Ccn2介导的AKT/mTOR通路来发挥作用的（图3）。
图2：ESC-EVs对衰老MEFs转录组的作用
图3：miR-15b-5p和miR-290a-5p靶向Ccn2介导的AKT/mTOR信号通路
上述结果表明ESC-EVs在体外细胞实验中具有显著的抗衰老作用，为验证其在体内是否同样具有延缓衰老的作用，研究人员以14个月大的衰老小鼠为研究对象，全面评估了ESC-EVs的抗衰老作用。发现ESC-EVs可显著改善衰老机体的功能，减少衰老个体多个脏器的SA-β-Gal、p21、p53水平，促进细胞增殖。对其外周血单核细胞进行RNA-Seq分析发现ESC-EVs处理组的细胞衰老、p53信号通路、PI3K信号通路等相关基因富集显著降低，PCA也显示ESC-EVs处理组更接近年轻组，这均表明ESC-EVs在体内同样具有延缓衰老的作用（图4）。
图4：ESC-EVs逆转小鼠衰老表型
图5：ESC-EVs在体外及体内抗衰老作用及机制
综上，研究人员发现ESC-EVs作为一种新型的无细胞治疗替代品，在体内和体外均具有显著的延缓衰老用，为临床衰老相关疾病的研究及治疗提供了理论依据。
参考文献：
Embryonic stem cell-derived extracellular vesicles rejuvenate senescent cells and antagonize aging in mice. Bioactive Materials, 29 (2023) 85-97. DOI: 10.1016/j.bioactmat.2023.06.011
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