骨骼干細(xì)胞（skeletal stem cell， SSC）的作用是分化產(chǎn)生骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞，同時(shí)為造血干/祖細(xì)胞（haematopoietic stem and progenitor cell， HSPC）的發(fā)育提供了合適的微環(huán)境。但是隨著人類不斷衰老，干細(xì)胞也會衰老，主要表現(xiàn)在其分化能力和活性降低，隨之而來的是在老年人身上發(fā)現(xiàn)的各種各樣的疾病。

近日，美國斯坦福大學(xué)Charles K. F. Chan、Michael T. Longaker等研究人員發(fā)現(xiàn)，衰老的骨骼干細(xì)胞會產(chǎn)生一種炎癥退化微環(huán)境，不僅會導(dǎo)致骨折愈合不良、骨質(zhì)疏松癥、各種血液疾病的發(fā)生，還會促進(jìn)全身細(xì)胞和系統(tǒng)的普遍炎癥，進(jìn)而影響到人體健康。相關(guān)研究于2021年8月11日發(fā)表在Nature雜志上，論文標(biāo)題為“Aged skeletal stem cells generate an inflammatory degenerative niche”。

骨折后愈合困難是導(dǎo)致老年人死亡率上升的一個(gè)主要原因，研究人員發(fā)現(xiàn)這與衰老的骨骼干細(xì)胞有關(guān)。前期的研究發(fā)現(xiàn)，年老小鼠的骨骼干細(xì)胞活性要遠(yuǎn)低于年輕小鼠。在愈合的過程中，骨折處形成骨痂，骨痂內(nèi)充滿骨骼干細(xì)胞，而在年老小鼠中，愈合部位的骨骼干細(xì)胞要少得多。此外，與年輕的骨骼干細(xì)胞相比，體外衰老的骨骼干細(xì)胞形成集落或骨骼的能力也較差。正常情況下，骨組織在舊骨吸收、新骨形成的動(dòng)態(tài)平衡中不斷地更新、修復(fù)，但在年老的骨骼中，衰老的骨骼干細(xì)胞所表達(dá)的基因與骨形成減少和骨吸收增加有關(guān)，這種不平衡最終導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，骨折愈合的部分問題可能存在于骨骼干細(xì)胞與HSPC之間的聯(lián)系，衰老的骨骼干細(xì)胞會產(chǎn)生一種改變血細(xì)胞發(fā)育的微環(huán)境。在促炎性的衰老骨骼干細(xì)胞影響下，HSPC分化產(chǎn)生更多的髓系細(xì)胞，其中包括一種吸收骨骼的細(xì)胞類型，髓系細(xì)胞產(chǎn)生更多的炎癥因子，導(dǎo)致纖維生長，干擾骨骼的愈合。

慢性炎癥與多種組織和器官的衰老密切相關(guān)。衰老的骨骼干細(xì)包可以通過改變HSPC的正常發(fā)育推動(dòng)更多炎癥細(xì)胞的產(chǎn)生，同樣，衰老的骨骼干細(xì)胞也可能加速全身各個(gè)部位的炎癥和衰老的進(jìn)程。因此，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果可以逆轉(zhuǎn)骨骼干細(xì)胞的老化，那么就可以阻止這種衰老的趨勢。

對衰老的骨骼干細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞遺傳分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種被稱為聚落刺激因子1（Colony-stimulating factor 1， Csf1）的特殊因子。適量的Csf1對骨骼愈合是必需的，與年齡有關(guān)的Csf1數(shù)量的增加可能是干擾骨折愈合的重要原因。通過抑制這一基因的表達(dá)，可以促進(jìn)老年小鼠骨折部位的愈合。這說明如果可以逆轉(zhuǎn)骨骼干細(xì)胞的衰老，將有可能遏制炎癥的發(fā)生和全身性的衰老。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)一種叫做骨形態(tài)發(fā)生蛋白2（BMP2）的骨骼干細(xì)胞刺激信號分子的產(chǎn)生減少，使用含有BMP的凝膠對年老小鼠的骨折面進(jìn)行處理，可以明顯改善骨折的愈合情況。

通過對抗骨骼干細(xì)胞的老化，研究人員成功做到了使年老小鼠的骨折愈合貼近年輕小鼠的骨折愈合。隨著人口老齡化，老年人骨折的醫(yī)療負(fù)擔(dān)不斷增加，這項(xiàng)研究在治療老年人骨折上帶給我們啟發(fā)。此外，讓衰老的骨骼干細(xì)胞返老還童很可能會潛在地扭轉(zhuǎn)炎癥免疫細(xì)胞的傾斜性產(chǎn)生以及生成的血細(xì)胞類型的不平衡，通過解決骨骼干細(xì)胞衰老時(shí)發(fā)生的變化，最終可能會減少整個(gè)身體與年齡有關(guān)的變化和疾病。