在一小群女性供体中，衰老减弱了人脂肪源性间充质干细胞（hADSCs）的电趋向迁移能力。直流电场（DCEF）改变了基因表达（747个基因上调，624个基因下调），富集了钠离子转运/通道相关的基因本体（GO）术语及PI3K-Akt信号通路（KEGG通路），提示其可能参与年龄相关的电趋向性，但尚未确立因果关系。
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在一小群女性供体中，衰老减弱了人脂肪源性间充质干细胞（hADSCs）的电趋向迁移能力。直流电场（DCEF）改变了基因表达（747个基因上调，624个基因下调），富集了钠离子转运/通道相关的基因本体（GO）术语及PI3K-Akt信号通路（KEGG通路），提示其可能参与年龄相关的电趋向性，但尚未确立因果关系。
人脂肪来源干细胞（hADSCs）在组织再生和伤口愈合中起关键作用，其定向迁移是发挥这些治疗效应的前提。电场（EFs）被公认为在伤口修复过程中引导细胞迁移的重要信号，但hADSCs的电趋向性行为——特别是供体特征（如年龄）如何调控该行为及其潜在的分子机制——仍不清楚。这一知识空白限制了hADSCs在再生医学中的优化应用。本研究首先验证了hADSCs中电趋向性的存在，并证实其具有电压依赖性：在100–200 mV/mm的直流电场（DCEFs）下，hADSCs向阳极方向定向迁移，且更强的电场强度可增强迁移的方向性和速度（相较于0 mV/mm对照组）。随后，我们在200 mV/mm DCEF刺激后，对年轻女性供体（27.00 ± 4.58岁）和老年女性供体（62.33 ± 4.04岁）来源的hADSCs进行了RNA测序（RNA-seq）比较。转录组分析发现，老年hADSCs中有747个基因上调、624个基因下调，差异表达基因（DEGs）在对电趋向性至关重要的生物学过程/通路中显著富集，包括钠离子跨膜转运、电压门控钠通道活性（GO术语）以及PI3K-Akt信号通路（KEGG通路）。功能上，在DCEF刺激下，老年hADSCs的向阳极迁移能力显著降低（累积距离、欧几里得距离和迁移直接性均下降），相较于年轻hADSCs表现更弱。本研究首次提供了hADSCs电趋向性具有年龄依赖性的证据，表明供体年龄与电趋向能力受损相关。进一步揭示钠通道活性失调和PI3K-Akt信号通路异常可能是这一年龄相关衰退的潜在机制。这些发现指出了hADSC电趋向性的潜在调控机制，为优化基于hADSC的治疗策略（例如选择最佳供体或靶向钠通道/PI3K-Akt通路）以改善组织再生和伤口愈合效果提供了新的见解。
脂肪来源的干细胞（ADSC）具有强大的自我更新能力和显著的再生潜能。在适当的诱导条件下，它们可分化为成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞等1。通过旁分泌信号通路，ADSC还能促进血管和淋巴管的生成2,3，抑制瘢痕形成4，并表现出免疫调节作用5。因此，ADSC被认为是再生医学中细胞治疗的理想种子细胞。
ADSC 的功能受到多种供体特征的影响，这些特征可能影响其在细胞治疗中的潜在疗效，包括供体年龄、体重指数、性别等6。来自年长供体的 ADSC 表现出更明显的衰老特征，其成脂分化潜能、成骨分化潜能以及迁移能力均有所降低7,8,9。此外，其促进角质形成细胞增殖以及刺激机体自身修复机制的能力也有所减弱10。
细胞定向迁移是伤口愈合和组织再生中的关键生理机制，其中电场（EFs）在引导细胞迁移和促进伤口修复....
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在采集组织样本前，已从所有参与者处获得知情同意。本研究经中国医科大学附属第一医院伦理委员会批准（批准号：[2018]2018-110-2）。在采集组织样本前，已从所有参与者处获得书面知情同意。
hADSC的分离与培养
组织采集：人腹部脂肪组织样本来自中国医科大学附属第一医院整形外科常规择期吸脂手术。所有供体均为接受美容性腹部吸脂的健康女性志愿者，未因研究目的进行额外外科干预。手术医师在无菌条件下于吸脂后立即采集组织标本，并于30分钟内将标本置于冰上、装入无菌容器转运至实验室。
样本量：本研究共纳入6名供体，包括3名年轻供体（年龄：27.00 ± 4.58岁）和3名老年供体（年龄：62.33 ± 4.04岁）。
组织处理：将脂肪组织碎片转移至50 mL锥形管中，在4 °C下以1,800 × g离心3分钟，并小心吸除上层油相（以去除过量脂质）。向组织沉淀中加入0.2% IV型胶原酶（终体积：每1 g脂肪组织5–10 mL），然后将管子置于37 °C水浴或培养箱中消化45分钟。消化期间每10–15分钟轻柔振荡管子，以确保胶原酶与组织均匀接触。消化结束后，加入含10%胎牛血清（FBS）和1%青霉素/链霉素的低糖....
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电场的应用可引导人脂肪源性间充质干细胞（hADSCs）的定向迁移，并增强其迁移能力
提取的 hADSCs 表达典型的间充质干细胞表面标志物（如 CD29、CD44、CD90、CD73、CD105），并具有三系分化潜能（成脂、成骨、成软骨分化；图 2A），符合 hADSCs 鉴定的标准标准。我们施加了强度为 0 mV/mm、100 mV/mm 和 200 mV/mm 的直流电场（DCEF），以研究 hADSCs 的电趋向性反应。在无电刺激的对照组（0 mV/mm）中，hADSCs 向随机方向迁移；而在 200 mV/mm 的外源性 DCEF 刺激下，细胞则向阳极方向定向迁移（图 2B）。此外，随着电场强度的增加，向阳极迁移的 hADSCs 数量也相应增多（图 2C-D）。通过量化细胞位移矢量与电场矢量之间的夹角，我们发现随着电场强度的升高，朝向阳极的定向.......
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在组织损伤修复与再生的早期阶段，电场作为微环境中最早出现的物理信号之一，其方向性与细胞向损伤部位的募集在时空上密切相关27。内源性电场起源于上皮组织中由极化离子转运所产生的跨上皮电位。当上皮屏障受损或发生衰老时，该电位随之发生继发性改变，而未受损或非衰老区域仍维持离子转运，从而形成电压梯度，进而在上皮表面平行产生直流电场（DCEF）28。在此情况下，损伤中心充当阴极，是电场的关键组成部分。脂肪源性干细胞（ADSC）存在于脂肪组织中的特定干细胞微环境29。越来越多的证据表明，ADSC 可从其原始微环境中被动员，并参与皮肤修复与再生过程30。在本研究中，我们探讨了 ADSC 是否对外加直流电场（DCEF）表现出电趋性，从而评估其在皮肤再生过程中对内源性电场（EF）的响应能力。研究结果表明，在 DCEF 刺激下，ADSC 会朝向阳极进行定向迁移，且其迁移极性与电场强度呈正相关。鉴于 ADSC 在伤口愈合和组织再生中的关键作用，已有若干研究探索其电趋性行为.......
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作者声明无利益冲突。
我们衷心感谢中国医科大学附属第一医院（中国沈阳）整形外科以及加州大学戴维斯分校再生医学研究所（美国加利福尼亚州）为本研究提供的关键实验基础设施和共享科研资源。同时，我们还感谢上海欧易生物科技股份有限公司在RNA测序及生物信息学分析方面提供的技术支持。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 4°C/-20°C/-80°C 冰箱 | Haier，中国 | HYC-390/DW-25L262/DW-86L728J | |
| 琼脂 | HUSHI，中国 | 10000561 | |
| Agilent 2100 生物分析仪 | Agilent Technologies，美国 | G2939BA | |
| 茜素红 S | Sigma-Aldrich，美国 | A5533 | |
| 生物安全柜 | Thermo Fisher Scientific，美国 | 1300 A2 1.5 m | |
| CaNO3·4H2O | HUSHI，中国 | 10013960 | |
| 离心机 | Thermo Fisher Scientific，美国 | X4R Pro | |
| CO2 培养箱 | Thermo Fisher Scientific，美国 | Forma Steri-Cycle 3307 | |
| IV 型胶原酶 | Biosharp，中国 | BS076 | |
| 共聚焦显微镜 | ZEISS，德国 | LSM 900 | |
| 直流脉冲电源 | Daedo Powertronics，韩国 | DDP-500 | |
| 地塞米松 | Sigma-Aldrich，美国 | D4902 | |
| 数字万用表 | Fluke，美国 | FLUKE-175 | |
| DMSO | Sigma-Aldrich，美国 | D2650 | |
| 电子天平 | Sartorius，德国 | BSA224S-CW | |
| FBS | Gibco，美国 | 10270-106 | |
| 流式细胞仪 | Thermo Fisher Scientific，美国 | A24858 | |
| IBMX（1-甲基-3-异丁基黄嘌呤） | Sigma-Aldrich，美国 | I7018 | |
| 吲哚美辛 | Sigma-Aldrich，美国 | I7378 | |
| 胰岛素 | Sigma-Aldrich，美国 | I5500 | |
| 倒置显微镜 | ZEISS，德国 | Axio Observer 7 / ACR | |
| ITS-G | Sigma-Aldrich，美国 | I3146 | |
| KCl | HUSHI，中国 | 10019318 | |
| KH2PO4 | HUSHI，中国 | 10019320 | |
| 亚油酸 | Sigma-Aldrich，美国 | L1376 | |
| 活细胞工作站 | Live Cell Instrument，韩国 | Chamlide TC | |
| 低糖 DMEM | Gibco，美国 | 11885084 | |
| MgSO4·7H2O | HUSHI，中国 | 10019322 | |
| Na2HPO4·12H2O | HUSHI，中国 | 10019324 | |
| NaCl | HUSHI，中国 | 10019318 | |
| NanoDrop 2000 分光光度计 | Thermo Fisher Scientific，美国 | ND-2000 | |
| 油红 O | Sigma-Aldrich，美国 | O0625 | |
| 青霉素/链霉素 | Gibco，美国 | 15140122 | |
| 移液器 | Eppendorf，德国 | 4920000061 | |
| SYBR Premix EX Taq | Takara，中国 | RR420A | |
| 甲苯胺蓝 O | Sigma-Aldrich，美国 | T3260 | |
| Tris | HUSHI，中国 | 10019326 | |
| TRIzol | Beyotime，中国 | R0016 | |
| 胰蛋白酶-EDTA | Gibco，美国 | 25200056 | |
| 正置显微镜 | ZEISS，德国 | 415200-0000-000 | |
| 真空润滑脂 | DOW CORNING，美国 | 1597418 | |
| 维生素 C | Sigma-Aldrich，美国 | A4544 | |
| 水纯化系统 | Thermo Fisher Scientific，美国 | GenPure xCAD Plus UF-TOC | |
| β-甘油磷酸钠 | Sigma-Aldrich，美国 | G9422 |
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