隨著年齡的增長，血管壁和心臟內衰老細胞的增加會導致心血管系統的結構和功能下降。老年人中干細胞數量和質量的下降會阻礙心臟修復和損傷后的再生。年齡增長帶來的心臟疾病一直困擾著人們。早在2013年時，多倫多大學衛生網絡研究所Li keren團隊研究發現心臟中間充質干細胞衍生的祖細胞對老年動心臟物損傷后的恢復有重要影響。隨后，在2017年，該團隊發現干細胞抗原1（Sca-1）細胞是參與老化心臟再生的關鍵脊髓干細胞（BM）細胞類型（發表在science子刊），但是還沒有確定通過BM 抗原1（Sca-1）細胞恢復活力的老年心臟中的特定細胞類型以及BM Sca-1細胞恢復衰老的心臟活力的潛在機制并不清楚。2019年6月，該團隊對骨髓干細胞促進衰老心臟細胞年輕化又有新的研究成果。一篇發表在《Aging Cell》上題為“Long‐term repopulation of aged bone marrow stem cells using young Sca‐1 cells promotes aged heart rejuvenation”的文章，用年輕的骨髓干細胞抗原1（Sca-1）細胞來重構衰老的骨髓干細胞，并使衰老的心臟恢復活力，同時研究了其潛在的分子機制。
思路：

1. 通過比較年輕和衰老小鼠心臟衰老相關基因，確定心臟衰老與年齡相關

2. 確定BM Sca-1細胞恢復活力的老年心臟中的特定細胞類型

3. BM Sca-1細胞恢復活力的老年心臟機制研究。

研究結果：
1.將來自年輕（2-3個月）或年齡大（18-19個月）的BM Sca-1 +或Sca-1-細胞GFP轉基因小鼠移植到經致命照射的衰老小鼠中，產生4組嵌合體：年輕Sca-1 +，年輕的Sca-1?，老的Sca-1 +和老的Sca-1?。四個月后，與復興相關的基因（Bmi1，Cbx8，PNUTS，Sirt1，Sirt2，Sirt6）和蛋白質（CDK2，CDK4）的表達以及端粒酶活性和端粒酶相關蛋白（DNA-PKcs，TRF-2）的表達均增加了。表達，而在Sca-1 +嵌合心臟中，衰老相關基因（p16INK4a，P19ARF，p27Kip1）和蛋白質（p16INK4a，p27Kip1）的表達降低，尤其是在年輕組中。表明心臟衰老隨年齡增長而增加。

2.使用年輕的或年老的BM Sca-1 +或Sca-1-細胞重建老齡受者。研究發現年輕的BM Sca-1細胞減少衰老并改善老年受體心臟內皮細胞的細胞功能

3.在對照組中，通過qPCR芯片鑒定出11個因子顯著差異表達，在年輕和老齡野生型小鼠心臟中比較了Cxcr4的基因和蛋白質表達，發現年輕的BM Sca-1細胞通過Cxcl12 / Cxcr4途徑降低了老年受體心臟內皮細胞的衰老。

總結：
該研究通過體內BM重建和體外細胞功能測定法證明了BM Sca-1 +細胞對回復衰老心臟的作用。 其中Cxcl12是受體BM細胞中BM Sca-1 +細胞與Cxcr4受體之間相互作用的關鍵調節劑，從而導致衰老抑制信號通路AKT-FoxO3a-P27的激活。 該途徑的激活有助于減少受體心臟內皮細胞的衰老，并改善細胞存活和功能，從而使Sca-1 +細胞在BM重建后能夠使衰老的心臟全面恢復活力。
參考文獻：
Li J, Li S H, Dong J, et al. Long‐term repopulation of aged bone marrow stem cells using young Sca‐1 cells promotes aged heart rejuvenation[J]. Aging cell, 2019: e13026.