大腦抗衰新發現：干細胞外泌體，或可延緩甚至部分逆轉神經衰老進程

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本文重點摘要

在人口老齡化加劇的當下，我們的大腦正面臨神經衰老與退行性疾病的嚴峻挑戰。近期的研究表明，間充質干細胞來源的細胞外囊泡（包含外泌體）有望為逆轉神經衰老提供全新策略：

（1）這些納米級囊泡作為天然的“生物信號包”，能夠通過遞送多種活性物質，調控關鍵的OSKM衰老相關通路，有效抑制神經炎癥、減少細胞凋亡，從而延緩甚至部分逆轉神經細胞的衰老進程。

（2）研究還發現，間充質干細胞來源的外泌體不僅能夠保護現存神經元，還可能促進內源性神經修復機制的激活，為神經再生帶來希望。間充質干細胞外泌體將成為對抗大腦衰老的一個極具前景的戰略新方向。

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本期撰文：福建醫科大學 YANG

本文審核專家：江蘇大學附屬醫院 李晶教授

當今人口老齡化社會背景下，阿爾茨海默病，帕金森病等神經衰老及退行性疾病的負擔日益嚴重。傳統觀點認為這些疾病發病機制中所涉及的神經衰老不可逆轉。

然而，近期發表于《cell communication and signaling》期刊的一項突破性研究揭示[1]：間充質干細胞分泌的細胞外囊泡（包含外泌體），能夠像精準的“生物郵差”一樣，將“年輕的指令”遞送到衰老的神經細胞中，甚至顯著逆轉與年齡相關的神經功能衰退。

這項發現不僅顛覆了我們對神經衰老“不可逆”的傳統認知，更為阿爾茨海默病、帕金森病等神經退行性疾病的治療，開辟了一條充滿希望的新途徑。

干細胞外泌體：

調控衰老相關通路，為大腦按下“重置鍵”

在對抗神經衰老的前沿戰場上，一類直徑僅30-150納米的微小囊泡——間充質干細胞來源的細胞外囊泡（通常被稱為外泌體），正帶來全新的思路。它們如同干細胞派出的“特使”，攜帶著母細胞中的蛋白質、核酸等生物活性物質，能夠穿越血腦屏障這道嚴密的“邊防”，精準抵達大腦的衰老區域。

圖片來自文獻[2]

這項研究的突破性在于首次闡明，這些細胞外囊泡能夠通過上調一組名為OSKM的關鍵重編程因子，來重塑衰老的神經細胞。

OSKM（包括Oct4, Sox2, Klf4和c-Myc）被認為是細胞“重置”為年輕狀態的核心開關。細胞外囊泡通過促進內源性Oct4和Sox2的表達，并精細調節Klf4和c-Myc的活性，如同向衰老細胞發送了一組“年輕化指令”，使其重新獲得活力與功能。

干細胞外泌外泌體

改善神經衰老的機制[1]：

1. 遞送關鍵信號：細胞外囊泡內富含如miR-21-5p等特定的微小RNA（miRNA），能有效抑制導致細胞衰老的信號通路；同時，其攜帶的蛋白質等能激活細胞的自噬系統，幫助清理內部“垃圾”。

2. 改寫表觀遺傳：細胞外囊泡能直接影響細胞基因的“開關”狀態（表觀遺傳修飾），讓促衰老基因“沉默”，從而延緩衰老進程。

3. 改善細胞環境：細胞外囊泡還能調控大腦中的免疫細胞（小膠質細胞），顯著抑制有害的神經炎癥，并促進新生血管形成，為神經細胞的存活與修復創造一個更友好的“微環境”。

相關研究案例證實：

干細胞外泌體逆轉神經衰老

基于上述機制的深入理解，科研人員已在多種神經退行性疾病模型中驗證了間充質干細胞來源細胞外囊泡的治療潛力。

（1）外泌體改善大腦認知障礙

一項研究結果發現干細胞來源的細胞外囊泡能抑制阿爾茨海默病模型中小膠質細胞的促炎反應，減少腦內炎癥和斑塊沉積。研究者稱該療法或可延緩病程10-15年，可能能顯著改善患者生活質量。相關研究結果發表在《Journal of Extracellular Vesicles》上[3]。

此外，干細胞來源的細胞外囊泡被證明可以減少β-淀粉樣蛋白（Aβ）斑塊和tau蛋白過度磷酸化（AD兩大病理特征），抑制神經炎癥，改善學習和記憶功能。其還能作為納米載體遞送藥物或小分子，以改善阿爾茨海默病 （AD）的認知缺陷[3]。

（2）干細胞外泌體逆轉多巴胺能神經元丟失

一項動物研究證實[4]，鼻內給藥后，臍帶來源的間充質干細胞外泌體很容易穿過血腦屏障，主要在SNpc中積累。這些干細胞外泌體被嗅覺和多巴胺能神經元進行內吞，增加了嗅球神經元的活性，并逆轉了SNpc中多巴胺能神經元的丟失。

（如下圖所示，綠色熒光標記多巴胺能神經元，可見外泌體治療后多巴胺能神經元密度明顯增加）

（3）干細胞外泌體延緩大腦生理性衰老

目前，已有多項研究開始探索干細胞來源的細胞外囊泡在“逆轉”或延緩正常腦衰老方面的潛力。

動物實驗顯示，干細胞來源的細胞外囊泡可以顯著增加衰老小鼠中SIRT1基因的表達，SIRT1是一個可行的治療靶點，在抗衰老過程中發揮著重要作用。此外，干細胞來源的細胞外囊泡還具有抗細胞凋亡，并降低衰老小鼠大腦中的氧化應激的作用[5]。

小結

干細胞外泌體的研究進展從根本上挑戰了“神經衰老不可逆”的舊觀念，揭示衰老是一個可能被精準干預的生物學過程。隨著研究的進展，未來基于干細胞外泌體的干預方案，有望從三個層面改變格局：在科學上，深化我們對生命“年輕態”編程的理解；在醫學上，為神經退行性疾病提供全新的干預選項；在更遠的未來，或將成為抗衰老綜合策略中的核心組成部分。

參考文獻：

[1] Kim C, Nam SH, Park JH, et al. Mesenchymal stem cell derived extracellular vesicles reverses neural aging via OSKM modulation. Cell Commun Signal. 2025;23(1):466. Published 2025 Oct 29. doi:10.1186/s12964-025-02469-5

[2] Dhapola R, Kumari S, Sharma P, et al. Deciphering Molecular and Signaling Pathways of Extracellular Vesicles-Based Therapeutics for Alzheimer's Disease. Mol Neurobiol. 2025;62(12):15430-15449. doi:10.1007/s12035-025-05216-6

[3] Quan J, Liu Q, Li P, et al. Mesenchymal stem cell exosome therapy: current research status in the treatment of neurodegenerative diseases and the possibility of reversing normal brain aging. Stem Cell Res Ther. 2025;16(1):76. Published 2025 Feb 21. doi:10.1186/s13287-025-04160-5

[4] Huang W, Zhang T, Li X, et al. Intranasal Administration of Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell Exosomes Alleviates Parkinson's Disease. Neuroscience. 2024;549:1-12. doi:10.1016/j.neuroscience.2024.04.010

[5] Zhang X, Liu T, Hou X, et al. Exosomes secreted by mesenchymal stem cells delay brain aging by upregulating SIRT1 expression. Sci Rep. 2023;13(1):13213. Published 2023 Aug 14. doi:10.1038/s41598-023-40543-5

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