人們對時間和年齡對生命基本單位的影響知之甚少，即相應的特異性組織或成體干細胞。盡管近一個世紀前，Alexander Maximow 就提出了干細胞的概念，但現代干細胞研究始于1963 年， 當時 James Till、Ernest McCullough 和 Lou Siminovitch 建立了檢測造血干細胞的方法。事實上，考慮到衰老相關性疾病的重要性，科學家們對衰老過程產生了濃厚的興趣，他們試圖定義功能失調的干細胞在衰老過程中的作用。 隨著全球人口老齡化的發展，從基本生物學水平及對再生醫學的影響水平了解這些與年齡相關的干細胞變化具有重要意義。越來越多的證據表明，衰老過程會對干細胞產生許多不利的影響。在現代，治療人類疾病的新興領域之一是干細胞研究，因為干細胞具有治療多種疾病的巨大潛力。了解衰老和干細胞功能惡化的分子機制對于開發有效的新的抗衰老療法至關重要。
Surajit Pathak，博士，目前在印度欽奈切蒂納德研究與教育學院擔任教授。他在美國阿拉巴馬大學、意大利帕多瓦大學，以及瑞典林肯坪大學完成博士后的培訓。他目前的研究重點是癌癥生物學和干細胞生物學。他在同行評議的國際知名期刊上發表了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，包括內分泌、代謝和免疫疾病藥物靶標、當代衰老科學、前沿腫瘤學等。Antara Banerjee，博士，印度欽奈切蒂納德研究與教育學院副教授。她在意大利帕多瓦大學和瑞典林肯坪大學進行博士后研究。她的研究領域包括再生生物學和腫瘤學。她在國際/國家期刊上發表了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，解放軍總醫院第三醫學中心皮膚科主任，醫學博士，副主任醫師，副教授。美國密歇根州亨利福特醫療集團訪問學者。中國研究型醫院學會過敏醫學專業委員會常務委員，中國康復醫學會皮膚病康復專業委員會青年委員，北京市醫學會皮膚專業委員會委員。發表中英文文章 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準制定。2016年、2017年分別代表中國優秀青年皮膚科醫師赴日本東京參加東亞皮膚科大會、赴瑞士日內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年會中發言交流皮膚腫瘤相關研究成果。晉亮，醫學博士，空軍特色醫學中心皮膚科副主任醫師，北京市科技新星。長期從事遺傳性皮膚病診治及發病機制研究工作，近年來關注干細胞和衰老相關研究，曾擔任中華醫學會醫學美學與美容學分會青年委員、中國抗衰老促進會醫學美容專業委員會委員及中國中西醫結合學會變態反應專業委員會化妝品專業組秘書。
第一章
干細胞衰老理論
1. 簡介 / 001
2. 干細胞 / 001
3. 干細胞類型 / 002
3.1 胚胎干細胞 / 002
3.2 間充質干細胞 / 002
3.3 成體干細胞 / 003
4. 衰老 / 003
5. 干細胞衰老的理論 / 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
人類胚胎干細胞研究進展與衰老
1. 簡介 / 010
2. 人胚胎干細胞的特性 / 012
3. 參與人胚胎干細胞調控的信號通路 / 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. 人胚胎干細胞的代謝和表觀遺傳調控 / 021
5. 用于研究的人類胚胎干細胞系的來源和規則 / 023
6. 人胚胎干細胞和衰老 / 024
6.1 人胚胎干細胞中的衰老調控通路 / 025
6.2 促進人胚胎干細胞衰老和老化的因素 / 027
6.3 人胚胎干細胞分泌的有益分子 / 032
6.4 人胚胎干細胞的應用現狀 / 035
7. 道德限制 / 045
8. 結論 / 046第三章
干細胞衰老與創面愈合
1. 簡介 / 047
2. 干細胞衰老與炎癥 / 048
3. 在組織退化中的作用 / 049
4. 在纖維化中的作用 / 050
5. 衰老條件下干細胞再激活的備選方案 / 053
5.1 細胞重新編程 / 054
5.2 微環境 / 054
5.3 生物材料 / 055
6. 結論 / 055
第四章
干細胞與衰老的多組學應用：從研究到臨床
1. 簡介 / 056
2. 衰老中的“組學” / 057
3. 多組學數據集成及其應用 / 061
4. 基于干細胞的多組學數據整合 / 062
5. 結論 / 063第五章
影響干細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. 結論和未來展望 / 081第六章
免疫、干細胞和衰老
1. 簡介 / 083
1.1 表觀遺傳學和衰老干細胞 / 085
1.2 衰老的性別差異 / 085
2. 衰老 / 086
3. 衰老干細胞 / 087
4. 免疫和免疫細胞 / 088
5. 免疫衰老 / 088
6. 蛋白損傷，質控機制和衰老 / 090
7. 干細胞和衰老的分子機制 / 090
8. 衰老過程中改變的發育途徑 / 092
8.1 Wnt信號通路 / 092
8.2 Notch信號通路 / 092
8.3 細胞衰老 / 094
9. 預防衰老的藥物和方法 / 094
10. 結論 / 096第七章
造血干細胞衰老：深入了解機制和結局
1. 簡介 / 097
2. 衰老引起的造血干細胞變化 / 098
3. 造血干細胞衰老相關基因的差異表達 / 099
4. 造血干細胞衰老的機制 / 100
5. 造血干細胞衰老的細胞內機制 / 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. 造血干細胞衰老的細胞外在機制 / 105
15. 單細胞和造血干細胞 / 106
16. 造血干細胞衰老的后果 / 106
17. 造血干細胞的恢復策略 / 107
18. 未來展望 / 108
第八章
眼干細胞與衰老
1. 干細胞概論 / 109
2. 角膜的干細胞 / 111
2.1 角膜干細胞 / 111
2.2 角膜緣上皮干細胞 / 111
2.3 角膜基質干細胞 / 112
2.4 衰老對角膜前部干細胞的影響 / 113
2.5 角膜內皮干細胞 / 113
3. 結膜的干細胞 / 113
3.1 結膜干細胞 / 113
3.2 結膜干細胞的衰老 / 114
4. 晶狀體的干細胞 / 115
4.1 晶狀體上皮干/祖細胞 / 115
4.2 晶狀體上皮干細胞的細胞周期調控 / 116
4.3 衰老晶狀體上皮干細胞的變化 / 116
5. 視網膜的干細胞 / 117
5.1 視網膜干細胞 / 117
5.2 維持視網膜干細胞生存的相關通路 / 118
5.3 衰老視網膜干細胞的通路修飾 / 119
6. 小梁網的干細胞 / 119
6.1 小梁網干細胞 / 119
6.2 衰老小梁網干細胞的內質網應激 / 120
6.3 衰老小梁網的再生 / 120
7. 結論 / 121第九章
骨骼肌細胞衰老和干細胞
1. 簡介 / 122
2. 骨骼肌干細胞：衛星細胞 / 124
2.1 衛星細胞的起源 / 124
2.2 衛星細胞中轉錄因子介導的基因調控 / 124
2.3 靜息狀態的衛星細胞 / 126
3. 成體骨骼肌干細胞和衰老 / 126
3.1 衛星細胞的年齡依賴性變化 / 126
4. 衛星細胞的衰老和代謝 / 127
4.1 衛星細胞中的線粒體 / 128
4.2 衛星細胞的自噬 / 129
5. 衛星細胞老化及外界因素 / 131
5.1 衛星細胞的細胞外基質 / 132
5.2 循環因子和衛星細胞 / 132
5.3 生長因子和衛星細胞 / 133
5.4 細胞因子和衛星細胞 / 134
6. 衛星細胞老化及內在因素 / 134
6.1 衛星細胞中的端粒 / 134
6.2 衛星細胞的Notch信號通路 / 135
6.3 衛星細胞的Wnt/β聯蛋白信號通路 / 136
7. 衛星細胞的衰老和表觀遺傳調控 / 137
7.1 衛星細胞靜息狀態下的表觀遺傳事件 / 137
7.2 衛星細胞增殖狀態的表觀遺傳事件 / 139
7.3 衛星細胞分化狀態的表觀遺傳事件 / 140
8. 結論 / 142第十章
心肌細胞的老化與穩定性
1. 簡介 / 144
2. 心肌細胞與衰老 / 145
2.1 心肌細胞的穩定性和潛在的再生能力 / 146
2.2 心肌細胞衰老機制 / 146
3. 心肌細胞的再生機制概述 / 148
3.1 心肌細胞存活與保護 / 148
3.2 炎癥反應降低 / 149
3.3 細胞間通信 / 149
3.4 通過血管生成和血管化 / 150
3.5 心肌生成 / 150
3.6 增殖和細胞周期背后的分子機制 / 150
3.7 miRNA介導的再生 / 151
3.8 心臟內源性干細胞介導的再生 / 152
4. 結論和未來展望 / 153第十一章
影響干細胞自我更新和分化的信號通路——心肌細胞的特殊性
1. 簡介 / 154
2. 干細胞 / 155
3. 干細胞培養和治療 / 156
4. 參與心肌細胞自我更新和分化的信號通路和因素 / 158
5. Wnt/β聯蛋白信號通路 / 159
6. 干細胞的分化 / 161
7. Notch信號通路 / 162
8. 機械力轉導通路 / 164
9. 結論 / 165第十二章
衰老心臟中的血管生成——心臟干細胞治療
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胞 / 169
3.2 使用心臟干細胞靶向血管生成進行治療 / 170
4. 結論 / 172第十三章
腸道干細胞：免疫系統、微生物群和衰老之間的相互作用
1. 基本背景 / 173
2. 調控機制 / 174
3. 生物節律和腸道干細胞 / 177
3.1 腸道中的線粒體功能和干細胞相互作用 / 178
4. 衰老的腸道、微生物群、免疫系統和干細胞 / 178
5. 腸道微生物群 / 179
5.1 微生物組對干細胞衰老免疫的影響 / 180
5.2 微生物組在干細胞老化表觀遺傳學中的作用 / 182
6. 試探性介入性觀點 / 182第十四章
骨細胞衰老
1. 簡介 / 185
2. 骨骼衰老：對骨細胞衰老的探究 / 188
3. 調節骨細胞衰老的關鍵因素 / 190
3.1 內在因素 / 190
3.2 外部因素 / 194
4. 衰老相關分泌表型（SASP）和衰老標記物在骨骼衰老中的作用 / 197
5. 調節骨骼老化的關鍵途徑 / 199
5.1 Wnt信號通路 / 199
5.2 p53/p21信號通路 / 200
6. 細胞衰老作為改善骨質脆弱的治療靶點 / 201
7. 結論 / 202
第十五章
衰老誘導的干細胞功能障礙：分子機制和潛在的治療途徑
1. 簡介 / 204
2. 造血干細胞 / 205
3. 腸道干細胞 / 205
4. 生殖干細胞 / 206
5. 骨骼肌干細胞 / 206
6. 神經干細胞 / 207
7. 間充質干細胞 / 207
8. 用于研究干細胞功能障礙的模型 / 208
9. 負責干細胞功能障礙的因子 / 209
9.1 干細胞耗竭 / 209
9.2 微環境 / 209
9.3 DNA損傷 / 211
9.4 線粒體功能障礙 / 212
9.5 蛋白質穩態功能障礙 / 214
9.6 表觀遺傳學 / 214
9.7 干細胞代謝攝入變化 / 216
9.8 干細胞衰老和性別 / 216
10. 衰老相關干細胞功能障礙的常見治療方法 / 217
10.1 異種共生 / 217
10.2 逆轉錄轉座子 / 218
10.3 誘導多能干細胞 / 220
10.4 端粒延長 / 220
10.5 熱量限制 / 221
11. 結論 / 222第十六章
衰老誘導干細胞功能障礙的治療策略
1. 簡介 / 223
2. 抗衰老研究的發展史 / 224
3. 靶向細胞外衰老因子的治療通路 / 224
3.1 干細胞微環境的年輕化 / 224
4. 內在衰老因子與治療通路 / 227
4.1 改善蛋白質穩態和自噬調節 / 227
4.2 調節氧化代謝及改善線粒體功能 / 228
5. 細胞核衰老為潛在治療位點 / 228
5.1 靶向DNA損傷修復以恢復干細胞功能 / 228
5.2 表觀遺傳重編碼 / 229
6. 結論 / 231第十七章
生物標記物在干細胞衰老中的作用及其在治療過程中的意義
1. 干細胞及其治療價值 / 232
2. 干細胞衰老的特征 / 234
3. 干細胞衰老的生物標記物 / 235
3.1 干細胞池枯竭 / 235
3.2 氧化應激 / 236
3.3 基因組不穩定性 / 238
3.4 端粒損耗 / 239
3.5 表觀遺傳學改變 / 240
3.6 miRNA特性改變 / 241
3.7 RNA剪接和核糖體系統缺陷 / 241
3.8 蛋白質穩態失調 / 242
3.9 細胞極性改變 / 242
3.10 線粒體功能紊亂 / 243
3.11 營養信號感知下調和細胞代謝 / 244
3.12 生態位惡化 / 245
3.13 循環因素 / 245
3.14 細胞間通信改變和炎癥積累 / 246
3.15 細胞周期阻滯和細胞衰老 / 247
4. 潛在的治療方法 / 247
5. 結論和展望 / 249第十八章
基于替代性基質細胞的老化治療和再生
1. 簡介 / 251
2. 單細胞生物體的衰老 / 251
3. 多細胞生物體的衰老 / 252
4. 衰老相關基因及其地位 / 253
5. 衰老相關疾病 / 256
5.1 阿爾茨海默病 / 256
5.2 帕金森病 / 257
5.3 癌癥 / 257
5.4 結腸癌 / 258
5.5 皮膚癌 / 261
6. 衰老對基質細胞質量的影響 / 262
7. 老化干細胞的內在局限性 / 264
8. 基質細胞在衰老中的地位 / 265
9. 基質細胞治療的優勢和劣勢 / 267
10. 干細胞再生和治療衰老方面的缺陷 / 268
11. 利用干細胞來源的條件培養基進行治療 / 268
12. 利用細胞外囊泡進行無細胞治療 / 271
13. 組織微環境對無細胞治療的線索和影響 / 272
14. 針對衰老和再生的細胞療法 / 272
15. 結論和展望 / 273
第十九章
干細胞治療在延緩朊病毒病中的作用
1. 簡介 / 274
2. 朊病毒蛋白的發現 / 274
3.朊病毒病的治療方法 / 277
4. 成體神經干細胞在朊病毒病治療中的作用 / 278
5. 胚胎神經干細胞在朊病毒病中的治療應用 / 280
6. 胚胎干細胞和誘導多能干細胞 / 281
7. 間充質干細胞 / 283
8. 小膠質細胞 / 284
9. 討論 / 285第二十章
衰老相關疾病的傳統醫學：藥物發現的意義
1. 簡介 / 286
1.1 悉達 / 287
1.2 尤納尼 / 289
1.3 阿育吠陀 / 290
2. 衰老 / 292
3. 衰老相關疾病 / 293
3.1 結直腸癌 / 293
3.2 神經退行性變性疾病 / 294
3.3 面部皺紋 / 294
3.4 頭發變白 / 295
4. 臨床應用 / 296
5. 傳統醫學在美學中的應用 / 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. 傳統醫學在轉化干細胞研究中的啟示 / 300
6.1 間充質干細胞在衰老中的作用及傳統藥物的作用 / 301
6.2 草藥在干細胞治療中的潛在作用：增殖和分化 / 302
7. 結論 / 303
8. 未來展望 / 304
9. 發現藥物的途徑 / 304
縮略語表 / 306
作者名單 / 312
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