人們對時間和年齡對生命基本單位的影響知之甚少，即相應(yīng)的特異性組織或成體干細(xì)胞。盡管近一個世紀(jì)前，Alexander Maximow 就提出了干細(xì)胞的概念，但現(xiàn)代干細(xì)胞研究始于1963 年， 當(dāng)時 James Till、Ernest McCullough 和 Lou Siminovitch 建立了檢測造血干細(xì)胞的方法。事實上，考慮到衰老相關(guān)性疾病的重要性，科學(xué)家們對衰老過程產(chǎn)生了濃厚的興趣，他們試圖定義功能失調(diào)的干細(xì)胞在衰老過程中的作用。 隨著全球人口老齡化的發(fā)展，從基本生物學(xué)水平及對再生醫(yī)學(xué)的影響水平了解這些與年齡相關(guān)的干細(xì)胞變化具有重要意義。越來越多的證據(jù)表明，衰老過程會對干細(xì)胞產(chǎn)生許多不利的影響。在現(xiàn)代，治療人類疾病的新興領(lǐng)域之一是干細(xì)胞研究，因為干細(xì)胞具有治療多種疾病的巨大潛力。了解衰老和干細(xì)胞功能惡化的分子機制對于開發(fā)有效的新的抗衰老療法至關(guān)重要。
Surajit Pathak，博士，目前在印度欽奈切蒂納德研究與教育學(xué)院擔(dān)任教授。他在美國阿拉巴馬大學(xué)、意大利帕多瓦大學(xué)，以及瑞典林肯坪大學(xué)完成博士后的培訓(xùn)。他目前的研究重點是癌癥生物學(xué)和干細(xì)胞生物學(xué)。他在同行評議的國際知名期刊上發(fā)表了70多篇研究論文，引文1500篇，高索引25篇。他獲得了SERB（DST）和DST印度-意大利雙邊研究項目和國際資助機構(gòu)的各種研究資助。他是眾多國際知名高影響力期刊的編輯委員會成員，包括內(nèi)分泌、代謝和免疫疾病藥物靶標(biāo)、當(dāng)代衰老科學(xué)、前沿腫瘤學(xué)等。Antara Banerjee，博士，印度欽奈切蒂納德研究與教育學(xué)院副教授。她在意大利帕多瓦大學(xué)和瑞典林肯坪大學(xué)進行博士后研究。她的研究領(lǐng)域包括再生生物學(xué)和腫瘤學(xué)。她在國際/國家期刊上發(fā)表了53篇高影響力的同行評議文章，引文850篇，高索引16篇。她被印度政府授予SERB（DST）研究資助獎和ECR獎。她是多家知名國際高影響力期刊的編輯委員會成員。
楊怡，解放軍總醫(yī)院第三醫(yī)學(xué)中心皮膚科主任，醫(yī)學(xué)博士，副主任醫(yī)師，副教授。美國密歇根州亨利福特醫(yī)療集團訪問學(xué)者。中國研究型醫(yī)院學(xué)會過敏醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會常務(wù)委員，中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會皮膚病康復(fù)專業(yè)委員會青年委員，北京市醫(yī)學(xué)會皮膚專業(yè)委員會委員。發(fā)表中英文文章 50余篇，主持并參與課題 5 項。主譯專著1部，參譯書籍3部。參與指定全球首個甲扁平苔蘚評分標(biāo)準(zhǔn)制定。2016年、2017年分別代表中國優(yōu)秀青年皮膚科醫(yī)師赴日本東京參加?xùn)|亞皮膚科大會、赴瑞士日內(nèi)瓦參加歐洲皮膚科大會。2019年在芝加哥舉辦的美國皮膚科學(xué)年會中發(fā)言交流皮膚腫瘤相關(guān)研究成果。晉亮，醫(yī)學(xué)博士，空軍特色醫(yī)學(xué)中心皮膚科副主任醫(yī)師，北京市科技新星。長期從事遺傳性皮膚病診治及發(fā)病機制研究工作，近年來關(guān)注干細(xì)胞和衰老相關(guān)研究，曾擔(dān)任中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)美學(xué)與美容學(xué)分會青年委員、中國抗衰老促進會醫(yī)學(xué)美容專業(yè)委員會委員及中國中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會變態(tài)反應(yīng)專業(yè)委員會化妝品專業(yè)組秘書。
第一章
干細(xì)胞衰老理論
1. 簡介 / 001
2. 干細(xì)胞 / 001
3. 干細(xì)胞類型 / 002
3.1 胚胎干細(xì)胞 / 002
3.2 間充質(zhì)干細(xì)胞 / 002
3.3 成體干細(xì)胞 / 003
4. 衰老 / 003
5. 干細(xì)胞衰老的理論 / 005
5.1 衰老的自由基理論 / 005
5.2 端粒縮短理論 / 006
5.3 DNA損傷累積和突變理論 / 007
5.4 表觀遺傳性改變理論 / 008
第二章
人類胚胎干細(xì)胞研究進展與衰老
1. 簡介 / 010
2. 人胚胎干細(xì)胞的特性 / 012
3. 參與人胚胎干細(xì)胞調(diào)控的信號通路 / 017
3.1 LIF信號通路 / 017
3.2 Wnt信號通路 / 018
3.3 在人胚胎干細(xì)胞中FGF信號通路及其與其他通路的相互作用 / 019
4. 人胚胎干細(xì)胞的代謝和表觀遺傳調(diào)控 / 021
5. 用于研究的人類胚胎干細(xì)胞系的來源和規(guī)則 / 023
6. 人胚胎干細(xì)胞和衰老 / 024
6.1 人胚胎干細(xì)胞中的衰老調(diào)控通路 / 025
6.2 促進人胚胎干細(xì)胞衰老和老化的因素 / 027
6.3 人胚胎干細(xì)胞分泌的有益分子 / 032
6.4 人胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用現(xiàn)狀 / 035
7. 道德限制 / 045
8. 結(jié)論 / 046第三章
干細(xì)胞衰老與創(chuàng)面愈合
1. 簡介 / 047
2. 干細(xì)胞衰老與炎癥 / 048
3. 在組織退化中的作用 / 049
4. 在纖維化中的作用 / 050
5. 衰老條件下干細(xì)胞再激活的備選方案 / 053
5.1 細(xì)胞重新編程 / 054
5.2 微環(huán)境 / 054
5.3 生物材料 / 055
6. 結(jié)論 / 055
第四章
干細(xì)胞與衰老的多組學(xué)應(yīng)用：從研究到臨床
1. 簡介 / 056
2. 衰老中的“組學(xué)” / 057
3. 多組學(xué)數(shù)據(jù)集成及其應(yīng)用 / 061
4. 基于干細(xì)胞的多組學(xué)數(shù)據(jù)整合 / 062
5. 結(jié)論 / 063第五章
影響干細(xì)胞自我更新和分化的信號通路
1. 簡介 / 064
2. LIF和JAK/STAT3信號通路 / 064
3. TGF-β/SMAD信號通路 / 069
4. ERK1/2信號通路 / 074
5. Wnt信號通路 / 078
6. 結(jié)論和未來展望 / 081第六章
免疫、干細(xì)胞和衰老
1. 簡介 / 083
1.1 表觀遺傳學(xué)和衰老干細(xì)胞 / 085
1.2 衰老的性別差異 / 085
2. 衰老 / 086
3. 衰老干細(xì)胞 / 087
4. 免疫和免疫細(xì)胞 / 088
5. 免疫衰老 / 088
6. 蛋白損傷，質(zhì)控機制和衰老 / 090
7. 干細(xì)胞和衰老的分子機制 / 090
8. 衰老過程中改變的發(fā)育途徑 / 092
8.1 Wnt信號通路 / 092
8.2 Notch信號通路 / 092
8.3 細(xì)胞衰老 / 094
9. 預(yù)防衰老的藥物和方法 / 094
10. 結(jié)論 / 096第七章
造血干細(xì)胞衰老：深入了解機制和結(jié)局
1. 簡介 / 097
2. 衰老引起的造血干細(xì)胞變化 / 098
3. 造血干細(xì)胞衰老相關(guān)基因的差異表達(dá) / 099
4. 造血干細(xì)胞衰老的機制 / 100
5. 造血干細(xì)胞衰老的細(xì)胞內(nèi)機制 / 101
6. DNA損傷 / 102
7. 衰老和極性 / 103
8. 自噬和線粒體活性受損 / 103
9. 表觀遺傳學(xué)與衰老 / 103
10. miRNA / 104
11. 克隆造血作用 / 104
12. 高膽固醇血癥 / 105
13. 信號通路與衰老 / 105
14. 造血干細(xì)胞衰老的細(xì)胞外在機制 / 105
15. 單細(xì)胞和造血干細(xì)胞 / 106
16. 造血干細(xì)胞衰老的后果 / 106
17. 造血干細(xì)胞的恢復(fù)策略 / 107
18. 未來展望 / 108
第八章
眼干細(xì)胞與衰老
1. 干細(xì)胞概論 / 109
2. 角膜的干細(xì)胞 / 111
2.1 角膜干細(xì)胞 / 111
2.2 角膜緣上皮干細(xì)胞 / 111
2.3 角膜基質(zhì)干細(xì)胞 / 112
2.4 衰老對角膜前部干細(xì)胞的影響 / 113
2.5 角膜內(nèi)皮干細(xì)胞 / 113
3. 結(jié)膜的干細(xì)胞 / 113
3.1 結(jié)膜干細(xì)胞 / 113
3.2 結(jié)膜干細(xì)胞的衰老 / 114
4. 晶狀體的干細(xì)胞 / 115
4.1 晶狀體上皮干/祖細(xì)胞 / 115
4.2 晶狀體上皮干細(xì)胞的細(xì)胞周期調(diào)控 / 116
4.3 衰老晶狀體上皮干細(xì)胞的變化 / 116
5. 視網(wǎng)膜的干細(xì)胞 / 117
5.1 視網(wǎng)膜干細(xì)胞 / 117
5.2 維持視網(wǎng)膜干細(xì)胞生存的相關(guān)通路 / 118
5.3 衰老視網(wǎng)膜干細(xì)胞的通路修飾 / 119
6. 小梁網(wǎng)的干細(xì)胞 / 119
6.1 小梁網(wǎng)干細(xì)胞 / 119
6.2 衰老小梁網(wǎng)干細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激 / 120
6.3 衰老小梁網(wǎng)的再生 / 120
7. 結(jié)論 / 121第九章
骨骼肌細(xì)胞衰老和干細(xì)胞
1. 簡介 / 122
2. 骨骼肌干細(xì)胞：衛(wèi)星細(xì)胞 / 124
2.1 衛(wèi)星細(xì)胞的起源 / 124
2.2 衛(wèi)星細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的基因調(diào)控 / 124
2.3 靜息狀態(tài)的衛(wèi)星細(xì)胞 / 126
3. 成體骨骼肌干細(xì)胞和衰老 / 126
3.1 衛(wèi)星細(xì)胞的年齡依賴性變化 / 126
4. 衛(wèi)星細(xì)胞的衰老和代謝 / 127
4.1 衛(wèi)星細(xì)胞中的線粒體 / 128
4.2 衛(wèi)星細(xì)胞的自噬 / 129
5. 衛(wèi)星細(xì)胞老化及外界因素 / 131
5.1 衛(wèi)星細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì) / 132
5.2 循環(huán)因子和衛(wèi)星細(xì)胞 / 132
5.3 生長因子和衛(wèi)星細(xì)胞 / 133
5.4 細(xì)胞因子和衛(wèi)星細(xì)胞 / 134
6. 衛(wèi)星細(xì)胞老化及內(nèi)在因素 / 134
6.1 衛(wèi)星細(xì)胞中的端粒 / 134
6.2 衛(wèi)星細(xì)胞的Notch信號通路 / 135
6.3 衛(wèi)星細(xì)胞的Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路 / 136
7. 衛(wèi)星細(xì)胞的衰老和表觀遺傳調(diào)控 / 137
7.1 衛(wèi)星細(xì)胞靜息狀態(tài)下的表觀遺傳事件 / 137
7.2 衛(wèi)星細(xì)胞增殖狀態(tài)的表觀遺傳事件 / 139
7.3 衛(wèi)星細(xì)胞分化狀態(tài)的表觀遺傳事件 / 140
8. 結(jié)論 / 142第十章
心肌細(xì)胞的老化與穩(wěn)定性
1. 簡介 / 144
2. 心肌細(xì)胞與衰老 / 145
2.1 心肌細(xì)胞的穩(wěn)定性和潛在的再生能力 / 146
2.2 心肌細(xì)胞衰老機制 / 146
3. 心肌細(xì)胞的再生機制概述 / 148
3.1 心肌細(xì)胞存活與保護 / 148
3.2 炎癥反應(yīng)降低 / 149
3.3 細(xì)胞間通信 / 149
3.4 通過血管生成和血管化 / 150
3.5 心肌生成 / 150
3.6 增殖和細(xì)胞周期背后的分子機制 / 150
3.7 miRNA介導(dǎo)的再生 / 151
3.8 心臟內(nèi)源性干細(xì)胞介導(dǎo)的再生 / 152
4. 結(jié)論和未來展望 / 153第十一章
影響干細(xì)胞自我更新和分化的信號通路——心肌細(xì)胞的特殊性
1. 簡介 / 154
2. 干細(xì)胞 / 155
3. 干細(xì)胞培養(yǎng)和治療 / 156
4. 參與心肌細(xì)胞自我更新和分化的信號通路和因素 / 158
5. Wnt/β聯(lián)蛋白信號通路 / 159
6. 干細(xì)胞的分化 / 161
7. Notch信號通路 / 162
8. 機械力轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 / 164
9. 結(jié)論 / 165第十二章
衰老心臟中的血管生成——心臟干細(xì)胞治療
1. 簡介 / 166
2. 心臟老化 / 166
2.1 影響心臟老化的因素 / 167
2.2 心臟衰老中的血管變化（血管生成受損） / 168
3. 心臟老化治療 / 168
3.1 治療用途的心臟干細(xì)胞 / 169
3.2 使用心臟干細(xì)胞靶向血管生成進行治療 / 170
4. 結(jié)論 / 172第十三章
腸道干細(xì)胞：免疫系統(tǒng)、微生物群和衰老之間的相互作用
1. 基本背景 / 173
2. 調(diào)控機制 / 174
3. 生物節(jié)律和腸道干細(xì)胞 / 177
3.1 腸道中的線粒體功能和干細(xì)胞相互作用 / 178
4. 衰老的腸道、微生物群、免疫系統(tǒng)和干細(xì)胞 / 178
5. 腸道微生物群 / 179
5.1 微生物組對干細(xì)胞衰老免疫的影響 / 180
5.2 微生物組在干細(xì)胞老化表觀遺傳學(xué)中的作用 / 182
6. 試探性介入性觀點 / 182第十四章
骨細(xì)胞衰老
1. 簡介 / 185
2. 骨骼衰老：對骨細(xì)胞衰老的探究 / 188
3. 調(diào)節(jié)骨細(xì)胞衰老的關(guān)鍵因素 / 190
3.1 內(nèi)在因素 / 190
3.2 外部因素 / 194
4. 衰老相關(guān)分泌表型（SASP）和衰老標(biāo)記物在骨骼衰老中的作用 / 197
5. 調(diào)節(jié)骨骼老化的關(guān)鍵途徑 / 199
5.1 Wnt信號通路 / 199
5.2 p53/p21信號通路 / 200
6. 細(xì)胞衰老作為改善骨質(zhì)脆弱的治療靶點 / 201
7. 結(jié)論 / 202
第十五章
衰老誘導(dǎo)的干細(xì)胞功能障礙：分子機制和潛在的治療途徑
1. 簡介 / 204
2. 造血干細(xì)胞 / 205
3. 腸道干細(xì)胞 / 205
4. 生殖干細(xì)胞 / 206
5. 骨骼肌干細(xì)胞 / 206
6. 神經(jīng)干細(xì)胞 / 207
7. 間充質(zhì)干細(xì)胞 / 207
8. 用于研究干細(xì)胞功能障礙的模型 / 208
9. 負(fù)責(zé)干細(xì)胞功能障礙的因子 / 209
9.1 干細(xì)胞耗竭 / 209
9.2 微環(huán)境 / 209
9.3 DNA損傷 / 211
9.4 線粒體功能障礙 / 212
9.5 蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)功能障礙 / 214
9.6 表觀遺傳學(xué) / 214
9.7 干細(xì)胞代謝攝入變化 / 216
9.8 干細(xì)胞衰老和性別 / 216
10. 衰老相關(guān)干細(xì)胞功能障礙的常見治療方法 / 217
10.1 異種共生 / 217
10.2 逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子 / 218
10.3 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 / 220
10.4 端粒延長 / 220
10.5 熱量限制 / 221
11. 結(jié)論 / 222第十六章
衰老誘導(dǎo)干細(xì)胞功能障礙的治療策略
1. 簡介 / 223
2. 抗衰老研究的發(fā)展史 / 224
3. 靶向細(xì)胞外衰老因子的治療通路 / 224
3.1 干細(xì)胞微環(huán)境的年輕化 / 224
4. 內(nèi)在衰老因子與治療通路 / 227
4.1 改善蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)和自噬調(diào)節(jié) / 227
4.2 調(diào)節(jié)氧化代謝及改善線粒體功能 / 228
5. 細(xì)胞核衰老為潛在治療位點 / 228
5.1 靶向DNA損傷修復(fù)以恢復(fù)干細(xì)胞功能 / 228
5.2 表觀遺傳重編碼 / 229
6. 結(jié)論 / 231第十七章
生物標(biāo)記物在干細(xì)胞衰老中的作用及其在治療過程中的意義
1. 干細(xì)胞及其治療價值 / 232
2. 干細(xì)胞衰老的特征 / 234
3. 干細(xì)胞衰老的生物標(biāo)記物 / 235
3.1 干細(xì)胞池枯竭 / 235
3.2 氧化應(yīng)激 / 236
3.3 基因組不穩(wěn)定性 / 238
3.4 端粒損耗 / 239
3.5 表觀遺傳學(xué)改變 / 240
3.6 miRNA特性改變 / 241
3.7 RNA剪接和核糖體系統(tǒng)缺陷 / 241
3.8 蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)失調(diào) / 242
3.9 細(xì)胞極性改變 / 242
3.10 線粒體功能紊亂 / 243
3.11 營養(yǎng)信號感知下調(diào)和細(xì)胞代謝 / 244
3.12 生態(tài)位惡化 / 245
3.13 循環(huán)因素 / 245
3.14 細(xì)胞間通信改變和炎癥積累 / 246
3.15 細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞衰老 / 247
4. 潛在的治療方法 / 247
5. 結(jié)論和展望 / 249第十八章
基于替代性基質(zhì)細(xì)胞的老化治療和再生
1. 簡介 / 251
2. 單細(xì)胞生物體的衰老 / 251
3. 多細(xì)胞生物體的衰老 / 252
4. 衰老相關(guān)基因及其地位 / 253
5. 衰老相關(guān)疾病 / 256
5.1 阿爾茨海默病 / 256
5.2 帕金森病 / 257
5.3 癌癥 / 257
5.4 結(jié)腸癌 / 258
5.5 皮膚癌 / 261
6. 衰老對基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)量的影響 / 262
7. 老化干細(xì)胞的內(nèi)在局限性 / 264
8. 基質(zhì)細(xì)胞在衰老中的地位 / 265
9. 基質(zhì)細(xì)胞治療的優(yōu)勢和劣勢 / 267
10. 干細(xì)胞再生和治療衰老方面的缺陷 / 268
11. 利用干細(xì)胞來源的條件培養(yǎng)基進行治療 / 268
12. 利用細(xì)胞外囊泡進行無細(xì)胞治療 / 271
13. 組織微環(huán)境對無細(xì)胞治療的線索和影響 / 272
14. 針對衰老和再生的細(xì)胞療法 / 272
15. 結(jié)論和展望 / 273
第十九章
干細(xì)胞治療在延緩朊病毒病中的作用
1. 簡介 / 274
2. 朊病毒蛋白的發(fā)現(xiàn) / 274
3.朊病毒病的治療方法 / 277
4. 成體神經(jīng)干細(xì)胞在朊病毒病治療中的作用 / 278
5. 胚胎神經(jīng)干細(xì)胞在朊病毒病中的治療應(yīng)用 / 280
6. 胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 / 281
7. 間充質(zhì)干細(xì)胞 / 283
8. 小膠質(zhì)細(xì)胞 / 284
9. 討論 / 285第二十章
衰老相關(guān)疾病的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)：藥物發(fā)現(xiàn)的意義
1. 簡介 / 286
1.1 悉達(dá) / 287
1.2 尤納尼 / 289
1.3 阿育吠陀 / 290
2. 衰老 / 292
3. 衰老相關(guān)疾病 / 293
3.1 結(jié)直腸癌 / 293
3.2 神經(jīng)退行性變性疾病 / 294
3.3 面部皺紋 / 294
3.4 頭發(fā)變白 / 295
4. 臨床應(yīng)用 / 296
5. 傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)在美學(xué)中的應(yīng)用 / 296
5.1 羅勒 / 296
5.2 心葉鐵線蕨 / 297
5.3 積雪草 / 297
5.4 人參 / 297
5.5 枸杞子 / 298
5.6 紫花薊 / 298
5.7 洋甘菊 / 298
5.8 大豆 / 298
5.9 植物提取物對疾病的治療 / 299
6. 傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)在轉(zhuǎn)化干細(xì)胞研究中的啟示 / 300
6.1 間充質(zhì)干細(xì)胞在衰老中的作用及傳統(tǒng)藥物的作用 / 301
6.2 草藥在干細(xì)胞治療中的潛在作用：增殖和分化 / 302
7. 結(jié)論 / 303
8. 未來展望 / 304
9. 發(fā)現(xiàn)藥物的途徑 / 304
縮略語表 / 306
作者名單 / 312
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