鹿角干细胞外泌体突破抗衰老研究：显著逆转骨丢失与衰老表型

空军军医大学、西北工业大学与中国科学院昆明动物所联合团队在《Nature Aging》发表重要成果

近日，空军军医大学西京医院骨科黄景辉团队联合西北工业大学邱强团队、中国科学院昆明动物研究所姚永刚团队，依托联影高端3.0T磁共振uMR NX平台，在国际权威期刊《Nature Aging》（IF: 19.46）发表题为《Extracellular vesicles from antler blastema progenitor cells reverse bone loss and mitigate aging-related phenotypes in mice and macaques》的研究论文。该研究首次系统揭示了来源于再生鹿角的鹿角芽基祖细胞（ABPCs）所分泌的细胞外囊泡（EVs^ABPC）具有显著抗衰老潜力。研究表明，EVs^ABPC可有效逆转老年小鼠和恒河猴的骨密度下降，改善运动能力与认知功能，减轻全身炎症反应，并实现表观遗传年龄的逆转。这一发现为基于细胞外囊泡的抗衰老治疗提供了全新策略，推动健康老龄化研究迈向新阶段。

背景：寻找更高效的抗衰老干预手段

全球人口老龄化加剧，年龄相关疾病负担持续上升，占全球疾病总负担的23%。细胞稳态失衡与修复能力衰退是衰老的核心特征。尽管已有研究显示年轻个体来源因子具备一定抗衰老效应，但开发安全、高效的干预手段仍是生命科学领域的关键挑战。干细胞及其分泌的细胞外囊泡（EVs）因其组织修复与调控潜能成为抗衰老研究热点。EVs可通过非细胞自主机制传递功能性分子，介导供体细胞的有益效应。然而，传统间充质干细胞（MSCs）体外扩增后易衰老，限制其临床应用效果。 ABPCs是一类存在于鹿角再生过程中的独特骨骼间充质干细胞，具有极强的自我更新与多向分化能力。即使体外传代超过50次，仍保持高效增殖活性，远超常规MSCs（通常仅维持10–15代）。作为目前已知唯一能实现完整器官再生的出生后哺乳动物干细胞类型，ABPCs成为理想EVs来源。

方法与核心成果：从分子机制到灵长类验证

研究人员首先比较ABPCs与胎儿及老年大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）的生物学特性，发现ABPCs增殖更快、集落形成能力更强，衰老标志物（如SA-β-gal、p21、γ-H2AX）表达最低，成骨分化潜能最突出。进一步分析不同来源EVs的抗衰老效果，证实EVs^ABPC在促进细胞增殖、缓解衰老表型方面显著优于EVs^F-BMSC和EVs^A-BMSC。通过转录组与蛋白质组学分析，EVs^ABPC富含参与组织再生、蛋白稳态、端粒维持及细胞周期调控的关键分子，同时抑制与炎症和表观遗传失调相关的衰老通路。这表明EVs^ABPC可通过重编程衰老细胞，使其分子状态向“年轻化”转变。在18月龄C57BL/6J小鼠模型中，静脉注射EVs^ABPC显著提升股骨骨密度（BMD）和骨小梁结构完整性，增强骨生物力学性能。机制上，其主要通过促进成骨而非抑制破骨发挥作用，关键因子Prkar2a被鉴定为介导该效应的核心成分。此外，EVs^ABPC全面改善老年小鼠多项衰老指标：运动协调性与抗疲劳能力提高，认知功能增强，血清炎症因子水平降低。多个器官（肝、肾、皮肤、肠道、大脑）中SA-β-gal阳性细胞显著减少，组织修复与代谢调节相关基因表达上调。尤为值得关注的是，治疗后小鼠DNA甲基化年龄平均减少3.54个月，提示其具备系统性延缓衰老的能力。在非人灵长类——16至18岁雌性恒河猴中，连续20周静脉注射EVs^ABPC后，股骨和腰椎骨密度分别提升1.53倍和1.63倍，血清骨形成标志物P1NP、OCN水平明显升高。行为监测显示，动物自发活动时间延长、运动速度加快、日均步数增加，睡眠节律未受影响，表明其运动功能显著改善。单细胞RNA测序显示，EVs^ABPC可下调骨髓免疫细胞中衰老相关分泌表型（SASP）基因表达，促进细胞周期进程，减缓骨髓微环境衰老。更重要的是，DNA甲基化时钟分析显示，恒河猴血液中表观遗传年龄平均年轻化2.14年。脑部影像学研究进一步证实，EVs^ABPC可穿透血脑屏障，在SPECT/CT与MRI动态成像中观察到大脑灰质体积有所增加，提示其具备神经保护潜力，可能延缓脑衰老进程。

展望：迈向临床转化的坚实一步

本研究首次构建从啮齿类到非人灵长类的完整抗衰老评价体系，系统验证了ABPCs来源EVs在多种物种中的广谱抗衰老功效，为未来基于EVs的健康老龄化干预策略奠定理论与实验基础。后续研究将聚焦于EVs^ABPC中关键“年轻化”功能分子的分离鉴定及其作用机制解析，推动新型抗衰老药物的研发进程。研究过程中，联影3.0T磁共振系统配备的12通道高密度猕猴头部专用线圈及定制化扫描方案，保障了高质量脑成像数据采集，为神经保护效应的精准评估提供了关键技术支撑。