間葉系幹細胞/ストローマ細胞の老化。その特徴、メカニズム、そして対処法

Mesenchymal Stem/Stromal Cell Senescence: Hallmarks, Mechanisms, and Combating Strategies.

抄録

加齢は多面的で複雑なプロセスであり、組織や臓器の正常な生理機能の低下により、明らかな虚弱、死亡率、骨格、循環器、認知障害などの慢性疾患につながるため、実用的な治療法の開発が必要とされている。幹細胞の老化は、生体の老化に関する主要な理論の一つである。間葉系幹細胞は、その入手の容易さ、単離の簡便さ、自己再生・増殖能、多系統分化能、免疫調節作用などの優れた臨床的特徴から、数十年来、アンチエイジング治療における幹細胞ベースの有効かつ理想的な治療源として見なされてきた。しかしながら、多くの研究で明らかにされているように、生体内での組織的な加齢や試験管内での長期培養により、幹細胞の機能低下や幹細胞性の喪失が起こり、その治療への応用が制限される。MSCの老化の背後にあるプロセスに関する理解はまだ不明であるが、加齢に伴うMSCの表現型変化の側面およびMSCの老化を促す可能性のあるメカニズムの解明には大きな進展があった。本総説では、老化したMSCの形態学的、生物学的、および幹細胞マーカーの変化に関する現在の知識、MSC老化の背景にある細胞および分子メカニズム、老化したMSCを若返らせ老化と戦うための革新的技術に関する最近の進展、特に老化MSCとそのニッチとの相互作用および臨床応用に焦点を当てて要約することを目的としています。また、MSCの老化に関する今後の研究の有望かつ新規な方向性をいくつか示す。

Aging is a multifaceted and complicated process, manifested by a decline of normal physiological functions across tissues and organs, leading to overt frailty, mortality, and chronic diseases, such as skeletal, cardiovascular, and cognitive disorders, necessitating the development of practical therapeutic approaches. Stem cell aging is one of the leading theories of organismal aging. For decades, mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) have been regarded as a viable and ideal source for stem cell-based therapy in anti-aging treatment due to their outstanding clinical characteristics, including easy accessibility, simplicity of isolation, self-renewal and proliferation ability, multilineage differentiation potentials, and immunomodulatory effects. Nonetheless, as evidenced in numerous studies, MSCs undergo functional deterioration and gradually lose stemness with systematic age in vivo or extended culture in vitro, limiting their therapeutic applications. Even though our understanding of the processes behind MSC senescence remains unclear, significant progress has been achieved in elucidating the aspects of the age-related MSC phenotypic changes and possible mechanisms driving MSC senescence. In this review, we aim to summarize the current knowledge of the morphological, biological, and stem-cell marker alterations of aging MSCs, the cellular and molecular mechanisms that underlie MSC senescence, the recent progress made regarding the innovative techniques to rejuvenate senescent MSCs and combat aging, with a particular focus on the interplay between aging MSCs and their niche as well as clinical translational relevance. Also, we provide some promising and novel directions for future research concerning MSC senescence.